Lähde: eurekalert.org
Vaikka pii muuntaa enimmäkseen punaiset auringonvalon osat sähköksi, perovskiidiyhdisteet hyödyntävät pääasiassa spektrin sinisiä osia. Pinoitetusta piistä ja perovskiteestä valmistettu tandem-aurinkokenno saavuttaa siten huomattavasti suuremman hyötysuhteen kuin kukin yksittäinen kenno yksinään.
Professori Bernd Stannowski HZB-instituutista PVcomB ja professori Steve Albrecht, joka johtaa Helmholtzin nuorten tutkijoiden ryhmää (YIG) HZB: ssä, ovat jo yhdessä asettaneet uusia ennätysten monoliittisia tandem-aurinkokennoja useaan otteeseen. Vuoden 2018 lopussa ryhmä esitteli piistä valmistetun tandem-aurinkokennon metallihalogenidiperovokkiteella, jonka hyötysuhde oli 25,5 prosenttia. Sitten Oxford Photovoltaics Ltd. ilmoitti arvon olevan 28 prosenttia.
Nyt HZB-joukkue voi ilmoittaa seuraavan ennätys. Fraunhoferin aurinkoenergiajärjestelmien instituutti (ISE) on sertifioinut perjantaina 24. tammikuuta 29,15 prosentin arvon, ja se esiintyy nyt Yhdysvaltain kansallisen uusiutuvan energian laboratorion (NREL) kaavioissa. NREL-kaavio on seurannut melkein kaikentyyppisten aurinkokennojen hyötysuhteiden nousua vuodesta 1976. Perovskiteyhdisteitä on ollut mukana vasta vuodesta 2013 - ja tämän materiaaliluokan hyötysuhde on lisääntynyt enemmän kuin missään muussa materiaalissa sen jälkeen.
"Kehitimme tätä solua varten erityisen elektrodikontaktikerroksen yhteistyössä prof. Vytautas Getautisin (Kaunasin teknillinen yliopisto) ryhmän kanssa ja paransimme myös välikerroksia", Albrechtin ryhmän jatko-opiskelijat Eike Köhnen ja Amran Al-Ashouri selittävät. Uusi elektrodikontaktikerros mahdollisti myös perovskiittiyhdisteen koostumuksen parantamisen HZB HySPRINT -laboratoriossa. Tämä yhdiste on nyt vakaampi valaistuna tandem-aurinkokennossa ja parantaa ylä- ja alakennojen aiheuttamien sähkövirtojen tasapainoa. Piipohjakenno tulee Stannowskin ryhmästä, ja siinä on erityinen piioksidipintakerros ylä- ja alakennojen optiseksi kytkemiseksi.
Kaikki prosessit, joita käytetään tämän yhden neliön senttimetrin kennon toteuttamiseen, soveltuvat periaatteessa myös suurille pinta-aloille. Asteikon muuttaminen tyhjiölaskeutumisprosessien avulla on erittäin lupaava, kuten alustavat testit ovat jo osoittaneet.
Piistä ja perovskiteistä valmistettujen tandemkennojen realistinen käytännön tehokkuusraja on noin 35 prosenttia. Seuraavaksi HZB-joukkue haluaa murtaa 30 prosentin hyötysuhteen. Albrecht selittää, että alustavista ideoista tätä varten keskustellaan jo.
