Za przytoczoną koncepcją stoją przedstawiciele niemieckiego Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme oraz saudyjskiego KAUST, czyli King Abdullah University of Science and Technology. Tandemowa technologia od kilku lat stanowi obiekt zainteresowania inżynierów z całego świata. Dlaczego? Bo powinna pozwolić na uporanie się z największymi ograniczeniami krzemowych i perowskitowych paneli, przy jednoczesnym powiązaniu ich kluczowych zalet.
Czytaj też: 10-krotnie tańsza fotowoltaika na horyzoncie. Australijska technologia na horyzoncie
Świetnym tego dowodem są wyniki uzyskane przez autorów ostatnich badań, o których piszą szerzej na łamach Small Methods. Jednym z elementów wyróżniających tę potencjalnie przełomową koncepcję są samoorganizujące się monowarstwy. Przy ich udziale członkowie międzynarodowego zespołu badawczego osiągnęli blisko 30-procentową sprawnośćbkonwersji energii. Taki wskaźnik określa, jaka część światła docierającego do powierzchni paneli zostaje przekształcona w energię elektryczną.
Dążąc do kolejnych postępów w fotowoltaice naukowcy z Niemiec i Arabii Saudyjskiej postawili na tandemową konstrukcję łączącą krzem i perwoskity
Dokładna wydajność wyniosła 29,8%, co można uznać za bardzo obiecujący rezultat. Jak wyjaśniają autorzy wspomnianej publikacji, samoorganizujące się warstwy są odpowiedzialne za transport dziur w ogniwach słonecznych na bazie perowskitu. Za ich sprawą występuje niska absorpcja, szybka ekstrakcja ładunku i skuteczna pasywacja. Wyzwaniem pozostawały do tej pory kwestie takie jak kontrolowanie ich grubości, gęstości upakowania i orientacji.
Pomocne okazało się zwiększenie temperatury ze 100 do 150 stopni Celsjusza na etapie obróbki cieplnej. Dzięki temu została zmniejszona grubość wspomnianej warstwy, a zwiększyła się jej gęstość. W konsekwencji inżynierowie uporali się z największymi problemami trapiącymi tę technologię.
Czytaj też: Amerykanie szykują fotowoltaiczną rewolucję. Nie panele, nie folie, a słoneczne materiały
Później przyszła pora na wisienkę na torcie, czyli utworzenie kompletnego ogniwa tandemowego. Konstrukcja z górnym odwróconym urządzeniem perowskitowym została oparta na podłożu z tlenku indu i cyny, warstwie 2PACz, absorberze perowskitowym, warstwie transportu elektronów, warstwie buforowej z tlenku cyny, warstwie buforowej z tlenku indu i cyny, metalicznym kontakcie ze srebra oraz powłoce antyrefleksyjnej opartej na fluorku magnezu. Dolne ogniwo oparto natomiast na architekturze heterozłącza. W toku pomiarów wydajności takie urządzenie fotowoltaiczne osiągnęło 29,8%.