Εστίαση στην αποτελεσματικότητα: Παράλληλα ηλιακά κύτταρα με βάση το χαλκογόνο και τα οργανικά υλικά

Η ενίσχυση της αποτελεσματικότητας των ηλιακών κυττάρων για την επίτευξη της ανεξαρτησίας από τις πηγές ενέργειας ορυκτών καυσίμων αποτελεί πρωταρχική εστίαση στην έρευνα ηλιακών κυττάρων. Μια ομάδα με επικεφαλής τον φυσικό Dr. Felix Lang από το Πανεπιστήμιο του Potsdam, παράλληλα με τον καθηγητή Lei Meng και τον καθηγητή Yongfang Li από την κινεζική Ακαδημία Επιστημών στο Πεκίνο, έχει ενσωματώσει με επιτυχία τον Perovskite με οργανικά απορρόφηση για να αναπτύξει ένα διαδοχικό ηλιακό κύτταρο που επιτυγχάνει επίπεδα αποδοτικότητας ρεκόρ, όπως αναφέρεται στο επιστημονικό περιοδικό.

Αυτή η προσέγγιση περιλαμβάνει το συνδυασμό δύο υλικών που απορροφούν επιλεκτικά μικρά και μεγάλα μήκη κύματος - ειδικά, τις περιοχές μπλε/πράσινου και κόκκινου/υπερύθρων του φάσματος - βελτιστοποιώντας την αξιοποίηση του ηλιακού φωτός. Παραδοσιακά, τα πιο αποτελεσματικά συστατικά που απορροφούν κόκκινα/υπέρυθρες στα ηλιακά κύτταρα προέρχονται από συμβατικά υλικά όπως το πυρίτιο ή το CIGS (σεληνίδιο χαλκού ινδίου γαλλίου). Ωστόσο, αυτά τα υλικά συνήθως απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες επεξεργασίας, με αποτέλεσμα ένα σημαντικό αποτύπωμα άνθρακα.

Στην πρόσφατη δημοσίευσή τους στη φύση, ο Lang και οι συνάδελφοί του συγχωνεύουν δύο υποσχόμενες τεχνολογίες ηλιακών κυττάρων: Perovskite και οργανικά ηλιακά κύτταρα, τα οποία μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία σε χαμηλότερες θερμοκρασίες και να έχουν μειωμένη επίδραση άνθρακα. Η επίτευξη εντυπωσιακής απόδοσης 25,7% με αυτό το νέο συνδυασμό ήταν ένα δύσκολο έργο, όπως σημειώθηκε από τον Felix Lang, ο οποίος εξήγησε: "Αυτή η ανακάλυψη έγινε δυνατή μόνο συνδυάζοντας δύο σημαντικές εξελίξεις". Η πρώτη ανακάλυψη ήταν η σύνθεση ενός νέου κόκκινου/υπερύθρου απορροφητικού οργανικού ηλιακού κυττάρου από τους Meng και Li, το οποίο επεκτείνει την ικανότητά του απορρόφησης περαιτέρω στην υπέρυθρη περιοχή. Ο Lang επεξεργάστηκε περαιτέρω: "Ωστόσο, τα διαδοχικά ηλιακά κύτταρα αντιμετώπισαν περιορισμούς λόγω του στρώματος Perovskite, το οποίο υποφέρει σημαντικές απώλειες απόδοσης όταν σχεδιάζονται για να απορροφήσουν κυρίως το μπλε και τα πράσινα τμήματα του ηλιακού φάσματος.