Naukowcy z Uniwersytetu w Toledo (USA) zaprojektowali w ostatnim czasie tandemowe ogniwa słoneczne, które składają się z dwóch komponentów – absorbera perowskitowego z przestrajalnym szerokim pasmem wzbudzonym oraz absorbera zbudowanego z tellurku kadmu (CdTe). Więcej na ich temat możemy dowiedzieć z artykułu naukowego na łamach periodyku Solar RRL.
Czytaj też: Chiny naświetlały ogniwa słoneczne ponad 1000 godzin i nic. Czy to powód do dumy?
Autorzy badań zwracają uwagę na to, że w dyskursie naukowym stosunkowo mało czasu poświęca się tandemowym ogniwom perowskit-CdTe. Do tej pory bardzo intensywnie były eksplorowane technologie łączące absorbery perowskitowe z krzemowymi, CIGS czy innymi perowskitowymi. Wpływ zastosowania tellurku kadmu nie jest jeszcze dobrze poznany.
Ogniwa słoneczne z perowskitem i tellurkiem kadmu – w USA badali je jako jedni z nielicznych
Warto nadmienić, że ogniwa oparte na tellurku kadmu w formie pojedynczych, cienkowarstwowych modułów były już testowane w minionych latach i w niektórych miejscach na świecie możemy spotkać się z farmach fotowoltaicznymi korzystającymi z tej technologii. Niemniej ogniwa tellurkowe nie osiągają rekordowych wydajności, a samo użycie kadmu może budzić trochę obaw w związku z jego toksycznością.
Nadmieńmy tutaj, że sam CdTe jest stabilnym związkiem i nie emituje kadmu do środowiska. Zatem bliski kontakt z takimi ogniwami nie powinien być dla nas jakimkolwiek zagrożeniem. Natomiast sam kadm wydobywany z zasobów naturalnych w różny sposób może trafiać do atmosfery i wód, powodując w skrajnych przypadkach zatrucie organizmu. Nie będzie to jednak miało źródła w postaci omawianych ogniw.
Czytaj też: Perowskitowe ogniwa słoneczne dostały wsparcie. Są wydajniejsze i bardziej stabilne
Podczas badań amerykańskich uczonych zastosowano w subogniwie perowskitowym tzw. przezroczysty styk tylny (ang. transparent back contact, TBC). Zamiast dobrze znanego w branży tlenku indu i cyny (ITO) wzięto pod uwagę tlenek indu i cynku (IZO). Obydwa subogniwa połączono w całość – górne było zbudowane z perowskitów, gdzie absorber dostrojono do wartości pasma wzbronionego 1,76 eV, a dolne natomiast składało się z tellurku kadmu. Pokryto je na koniec dodatkową powłoką antyodbiciową.
Zaprojektowany prototyp wykazał sprawność konwersji energii na poziomie 25,1 proc. (17,93 proc. w przypadku perowskitowego konponentu, 7,13 proc. w przypadku tellurkowego). Naukowcy dostrzegają potencjał w tym, że ogniwa słoneczne tego typu da się jeszcze udoskonalić na tyle, aby prezentowały wydajność rzędu 30 proc.
Czytaj też: Takie rekordowe ogniwa słoneczne chciałby każdy. Wreszcie nadają się do montażu
Na razie nie padły żadne słowa, że powyższa technologia mogłaby niedługo pojawić się na taśmach produkcyjnych i zyskać komercyjne zastosowanie. Doniesienia naukowców z Uniwersytetu w Toledo raczej należy traktować jako kolejne potwierdzenie, że tandemowe cienkowarstwowe ogniwa słoneczne można konstruować z szerszej gamy materiałów. Tellurkowo-perowskitowe moduły czekać będzie jeszcze wiele badań, nim znajdą zainteresowanie gdzieś poza wąskim gronem naukowców.