Att öka effektiviteten hos solceller för att uppnå oberoende från fossila bränslen är ett huvudfokus inom solcellsforskning. Ett team lett av fysikern Dr. Felix Lang från Potsdams universitet, tillsammans med professor Lei Meng och professor Yongfang Li från den kinesiska vetenskapsakademin i Peking, har framgångsrikt integrerat perovskit med organiska absorbenter för att utveckla en tandemsolcell som uppnår rekordhöga effektivitetsnivåer, enligt den vetenskapliga tidskriften Nature.
Denna metod innebär en kombination av två material som selektivt absorberar korta och långa våglängder – specifikt de blå/gröna och röda/infraröda områdena i spektrumet – och därigenom optimerar solljusutnyttjandet. Traditionellt har de mest effektiva röd-/infraröda-absorberande komponenterna i solceller kommit från konventionella material som kisel eller CIGS (kopparindiumgalliumselenid). Dessa material kräver dock vanligtvis höga bearbetningstemperaturer, vilket resulterar i ett betydande koldioxidavtryck.
I sin nyligen publicerade publikation i Nature sammanför Lang och hans kollegor två lovande solcellstekniker: perovskit och organiska solceller, som kan bearbetas vid lägre temperaturer och ha en minskad koldioxidpåverkan. Att uppnå en imponerande effektivitet på 25,7 % med denna nya kombination var en utmanande uppgift, vilket Felix Lang noterade, som förklarade: "Detta genombrott möjliggjordes endast genom att kombinera två betydande framsteg." Det första genombrottet var syntesen av en ny röd/infraröd-absorberande organisk solcell av Meng och Li, som utökar dess absorptionsförmåga ytterligare in i det infraröda området. Lang utvecklade vidare: "Tandemsolceller mötte dock begränsningar på grund av perovskitlagret, som lider av betydande effektivitetsförluster när de är utformade för att absorbera främst de blå och gröna segmenten av solspektrumet. För att övervinna detta implementerade vi ett nytt passiveringslager på perovskiten, vilket mildrar materialdefekter och förbättrar cellens övergripande prestanda."
Publiceringstid: 12 december 2024