Nejodolnější a nejúčinnější solární panely na světě překonávají dosavadní rekordy

Vědci vyvinuli metodu pro zvýšení životnosti a pracovní účinnosti perovskitových solárních panelů a po náročných dlouhodobých testech dosáhli rekordních výkonů.

Díky vynikající účinnosti přeměny energie (PCE) 20,1 % po více než 1 500 hodinách provozu mohou vysoce výkonné panely vytvořené během studie otevřít dveře k širšímu využití tohoto tolik propagovaného řešení obnovitelné energie.

Perovskitové solární panely vzbudily v posledním desetiletí velký rozruch díky své vynikající výkonnosti ve srovnání s běžnějšími křemíkovými alternativami. V současné době však tato technologie není považována za komerčně životaschopnou kvůli své nestabilitě a omezené životnosti.

Ve snaze překonat tuto překážku se autoři studie rozhodli vyvinout způsob, jak chemicky upravit povrch perovskitových panelů, aby se odstranily defekty a zvýšila se jejich trvanlivost i účinnost – tento proces je známý jako pasivace.

Autor studie Yen-Hung Lin ve svém prohlášení komentoval motivaci týmu a vysvětlil, že „pasivace v mnoha podobách byla v posledním desetiletí velmi důležitá pro zlepšení účinnosti perovskitových solárních panelů.“

„Cesty pasivace, které vedou k nejvyšší účinnosti, však často podstatně nezlepšují dlouhodobou provozní stabilitu,“ uvedl Yen-Hung Lin.

Na rozdíl od tohoto trendu vědci zjistili, že ošetření povrchu perovskitových panelů specifickými kombinacemi chemických látek zvaných aminosilany výrazně zlepšuje jejich výkon a životnost.

Celkově se jim podařilo zvýšit kvantový výtěžek fotoluminiscence článků (což znamená schopnost materiálu přeměnit absorbované světlo na vyzařovanou energii) až 60krát.

Provozní stabilita navíc zůstala vysoká i po více než 1 500 hodinách standardního testování při plném slunečním záření, přičemž na konci tohoto prodlouženého testování zůstala hodnota PCE na 95 % původní hodnoty.

V absolutních číslech dosáhly nejvýkonnější články po dobu těchto testů hodnoty PCE 20,1 %, což je nejlepší hodnota, jaká kdy byla u perovskitových panelů zaznamenána.

Zjednodušeně řečeno to znamená, že články dokázaly přeměnit mimořádně vysoké procento přijatého slunečního světla na elektřinu, přičemž zachytily a zpracovaly vlnové délky ze širokého spektra elektromagnetického záření.

„Konstrukce maximalizuje využití slunečního spektra tím, že v každé vrstvě absorbuje různé části slunečního světla, což vede k vyšší celkové účinnosti,“ řekl Lin.

Těchto výjimečných výsledků bylo dosaženo při použití dvou různých buněk o rozměrech 0,25 a jeden centimetr čtvereční. Podle vědců by tento průlom mohl nyní usnadnit velkokapacitní výrobu stabilních, odolných a účinných perovskitových solárních panelů.