Päikesepatareide uuringute peamine eesmärk on suurendada päikesepatareide efektiivsust, et saavutada sõltumatus fossiilkütuste energiaallikatest. Potsdami ülikooli füüsiku dr Felix Langi juhitud meeskond koos Pekingi Hiina Teaduste Akadeemia professor Lei Mengi ja professor Yongfang Liga on edukalt integreerinud perovskiidi orgaaniliste neeldajatega, et arendada välja tandem-päikesepatarei, mis saavutab rekordilise efektiivsuse, nagu teatati teadusajakirjas Nature.
See lähenemisviis hõlmab kahe materjali kombinatsiooni, mis neelavad selektiivselt lühikesi ja pikki lainepikkusi – täpsemalt spektri sinist/rohelist ja punast/infrapunast piirkonda –, optimeerides seeläbi päikesevalguse kasutamist. Traditsiooniliselt on päikesepatareide kõige tõhusamad punase/infrapunase neelavad komponendid pärinenud tavapärastest materjalidest nagu räni või CIGS (vaskindium-galliumseleniid). Need materjalid vajavad aga tavaliselt kõrgeid töötlemistemperatuure, mille tulemuseks on märkimisväärne süsiniku jalajälg.
Oma hiljutises ajakirjas Nature avaldatud artiklis ühendavad Lang ja tema kolleegid kaks paljutõotavat päikesepatareide tehnoloogiat: perovskiidi ja orgaanilised päikesepatareid, mida saab töödelda madalamatel temperatuuridel ja millel on väiksem süsinikuheite mõju. Muljetavaldava 25,7% efektiivsuse saavutamine selle uue kombinatsiooniga oli keeruline ülesanne, nagu märkis Felix Lang, kes selgitas: „See läbimurre sai teoks ainult kahe olulise edusammu kombineerimise teel.“ Esimene läbimurre oli Mengi ja Li poolt uue punast/infrapunakiirgust neelava orgaanilise päikesepatarei süntees, mis laiendab selle neeldumisvõimet veelgi infrapunavahemikku. Lang täpsustas lähemalt: „Tandem-päikesepatareidel olid aga piirangud perovskiidi kihi tõttu, mis kannatab märkimisväärse efektiivsuse languse all, kui see on kavandatud neelama peamiselt päikesespektri sinist ja rohelist segmenti. Selle ületamiseks rakendasime perovskiidile uudse passiivkihi, mis leevendab materjali defekte ja parandab patarei üldist jõudlust.“
Postituse aeg: 12. detsember 2024