Тандемните слънчеви клетки вече са в състояние да преобразуват относително голяма част от падащата светлина в електрически ток, очакват се и подобрения в бъдеще
(снимка: Marco A. Ruiz-Preciado, KIT)
Учени от Германския технологичен институт Карлсруе създадоха гъвкава слънчева клетка от тандемен тип с рекордна ефективност за продукти от този тип – 24,9%. Такива елементи са идеални за монтаж върху носима електроника и всякакви извити повърхности. Базират се на материала перовскит, който обещава да направи производството на тандемни слънчеви клетки достъпно като това на силициевите.
Към днешна дата тандемните перовскитни клетки в комбинация със силиций достигат рекордни нива на ефективност от над 29%, докато чистите силициеви клетки показват максимална ефективност от 26,7%, а чистите перовскитни клетки – 27,5%. Но учените експериментират с комбиниране на перовскит с други материали в търсене на гъвкавост и по-висока ефективност.
Идеална комбинация от материали
Тандемното подреждане на светлочувствителните слоеве позволява на всеки от тях да работи със собствените си дължини на вълната. Това не е лесно да се постигне, тъй като материалите трябва да бъдат точно съобразени с ширината на забранената зона и по отношение на минимизирането на вътрешните загуби.
Все още е трудно да се създават тънкослойни структури, но немските учени от KIT са избрали комбинация от материали, която е близка до идеалната – до теоретичните граници на материалите. По-специално, те използват като втори слой на гъвкавата перовскитна фотоклетка меден и индиев диселенид (CuInSe2) и меден, индиев и галиев диселенид (CuInGaSe2). Намаляването на количеството галий води до ширина на забранената зона от около един електрон волт (eV), което е много близко до идеалната стойност от 0,96 eV за долната слънчева клетка в тандема.
Перспективи
Предложената комбинация от материали е лека и гъвкава, което прави възможно да използването на тези тандемни слънчеви панели в превозни средства, преносимо оборудване и устройства, които могат да се сгъват или навиват. Изследователите представиха резултатите от своята разработка в научното издание ACS Energy Letters.