Allikas: eurekalert.org
Kui räni muundab enamasti päikesevalguse punased osad elektrienergiaks, siis perovskiidi ühendid kasutavad peamiselt spektri sinist osa. Virnastatud räni ja perovskiidist koosnev tandem-päikesepatarei saavutab seega märkimisväärselt suurema efektiivsuse kui iga üksik element eraldi.
HZB instituudi PVcomB professor Bernd Stannowski ja HZB Helmholtzi noorte uurijate rühma (YIG) juhtiv prof Steve Albrecht on juba mitmel korral ühiselt püstitanud uued rekordid monoliitsete tandem-päikeseelementide jaoks. 2018. aasta lõpus esitas meeskond ränist valmistatud tandem-päikesepatarei koos metallihalogeniidiga perovskitega, mille efektiivsus oli 25,5 protsenti. Siis kuulutas Oxford Photovoltaics Ltd., et selle väärtus on 28 protsenti.
Nüüd saab HZB meeskond teatada järgmisest rekordist. Selle väärtuse 29,15 protsenti on kinnitanud Fraunhoferi päikeseenergia süsteemide instituut (ISE) reedel, 24. jaanuaril ja see kajastub nüüd USA riikliku taastuvenergia labori (NREL) tabelites. NREL-diagramm on jälginud peaaegu kõigi päikesepatareitüüpide tõhususe tõusu alates 1976. aastast. Perovskite ühendeid on lisatud alles alates 2013. aastast - ja selle klassi materjalide efektiivsus on sellest ajast alates suurenenud rohkem kui ühegi teise materjali puhul.
"Koostöös prof. Vytautas Getautise (Kaunase Tehnikaülikool) töörühmaga töötasime selle kambri jaoks välja spetsiaalse elektroodide kontaktkihi ja parendasime ka vahekihte," selgitavad Albrechti grupi doktorandid Eike Köhnen ja Amran Al-Ashouri. Uus elektroodide kontaktkiht võimaldas ka HZB HySPRINT laboris perovskiidi ühendi koostist parendada. See ühend on nüüd stabiilsem, kui seda valgustatakse tandem-päikesepatareis ja see parandab ülemiste ja alumiste elementide põhjustatud elektrivoolude tasakaalu. Räni põhjaelement pärineb Stannowski grupist ja sellel on spetsiaalne ränioksiidi pealmine kiht, mis võimaldab ülemist ja alumist elementi optiliselt ühendada.
Kõik selle ruutsentimeetrise lahtri realiseerimiseks kasutatavad protsessid sobivad põhimõtteliselt ka suurte pindade jaoks. Ulatuslik sadestamine on paljutõotav, nagu esialgsed testid on juba näidanud.
Ränist ja perovskiidist koosnevate tandem-elementide realistlik praktiline efektiivsuse piir on umbes 35 protsenti. Järgmisena soovib HZB meeskond ületada 30-protsendilise tõhususe tõkke. Albrecht selgitab, et selle kohta on juba algsed ideed.
