Perovskitové články se posouvají k průmyslové výrobě
Mezinárodní výzkumný tým vědců v oblasti fotovoltaiky učinil zásadní krok k industrializaci perovskitových křemíkových tandemových solárních článků.
Výzkumníci v oblasti fotovoltaiky z Univerzity vědy a techniky krále Abdalláha (KAUST), Univerzity ve Freiburgu a Fraunhoferova institutu ISE prezentovali v časopise Science své inovace pro perovskitové články. Prokázali, že pasivace perovskitového horního článku je možná v kombinaci s texturovanými křemíkovými spodními články, které jsou současným průmyslovým standardem pro solární články. Zjistili, že na rozdíl od křemíku, kde povrchová úprava ovlivňuje jen horní vrstvy, pasivace obsáhne celou perovskitovou vrstvu, což vede k dalšímu zlepšení účinnosti.
Perovskitové křemíkové tandemové solární články představují významný technologický pokrok ve fotovoltaice, protože vývoj křemíkových solárních článků se při přeměně slunečního záření na elektřinu blíží svému fyzickému maximu výkonu (29,4 %).
Skládají se z perovskitového horního článku a křemíkového spodního článku, což nabízí výhodu pro velkovýrobu tandemových solárních článků. Tyto solární články jsou texturované, aby se zvětšila jejich povrchová plocha a zvýšila účinnost, ale texturizace komplikuje nanášení perovskitové vrstvy – vysoce kvalitní pasivace povrchu perovskitového článku na pyramidálním povrchu dosud nebylo dosaženo.
„Dosud nebyla účinná pasivace plně využita na texturovaných perovskitových křemíkových tandemových solárních článcích, předchozí úspěchy se z velké části omezovaly na architektury s plochým čelním povrchem. Nyní se však podařilo dosáhnout vynikající pasivace nanesením 1,3-diaminopropandihydrojodidu na nerovný perovskitový povrch,“ uvedl Dr. Oussama Er-Raji z Fraunhofer ISE. Pasivované tandemové solární články dosáhly účinnosti přeměny až 33,1 % s napětím 2,01 V.
Vědci zjistili, že pasivace perovskitového vrchního článku zlepšila vodivost a tím i plnicí faktor článku, čímž prokázali, že toto zlepšení je způsobeno efektem hlubokého pole, který je výsledkem pasivace. U křemíkových článků pasivace působí pouze blízko povrchu, zatímco u perovskitových povrchová úprava ovlivňuje celý absorbér a zlepšuje jeho vlastnosti.
„Povrchová pasivace solárních článků je nezbytná k posílení jejich účinnosti a stability. U dnešních křemíkových solárních článků byla povrchová pasivace klíčem k vysoké účinnosti v průmyslové výrobě a z těchto pozitivních účinků bude mít prospěch i fotovoltaický průmysl u perovskitových křemíkových tandemových solárních článků,“ dodává prof. Stefan Glunz z Fraunhofer ISE.
Petr Sedlický
Foto: Silvia Wolf / University of Freiburg
45
