Vědci v Číně vyvinuli nový kesteritový solární článek, který podle nich zlepšil účinnost a stabilitu. Zařízení si po 100 dnech bez zapouzdření dokázalo udržet přibližně 90 % své původní účinnosti.
Vědci z Barcelonského institutu vědy a technologie ve Španělsku vyvinuli superstrate kesteritový solární článek bez kadmia. A s novým přístupem k rafinaci stříbra (Ag).
„Kesterit je fotovoltaický materiál skládající se z netoxických prvků hojných na Zemi,“ řekl odpovídající autor výzkumu Gerasimos Konstantatos. „Je však třeba překonat technologickou překážku způsobenou defekty materiálu, nestabilním rozhraním a toxickým sulfidem kademnatým (CdS). V naší práci jsme použili 200 nm ultratenkou vyrovnávací vrstvu bez kadmia vyrobenou z oxidu titaničitého (TiO2), invertované sady zařízení. A co je důležitější, rafinaci stříbra. Tento krok rafinace je prospěšný pro řízenou podporu růstu obilí a zlepšení přepravy.“
Výzkumníci postavili článek s kesteritovým substrátem známým jako CAZTS, substrátem z oxidu cínu (FTO), vrstvou pro přenos elektronů (ETL) na bázi oxidu titaničitého (TiO2) a prekurzorovým filmem vyrobeným z polymeru PTB7, oxidu molybdenového (MoO) a zlata (Au). ,,Rafinace Ag v absorbéru se realizovala během konstrukce prekurzorového filmu, kdy se na vrchní část původního prekurzoru potáhla další vrstva roztoku bez mědi,“ vysvětlili.
Solární článek bez kadmia
Výzkumný tým testoval článek za standardních podmínek osvětlení. A zjistil, že dosáhl účinnosti přeměny energie 9,7 %, což označil za nový rekord pro tento typ zařízení. Článek má také schopnost zachovat přibližně 90 % své původní účinnosti po 100 dnech bez zapouzdření. Akademici uvedli, že rafinace stříbra vedla k průměrně dvojnásobné velikosti zrn, rozšířené šířce ochuzené oblasti a zlepšené
kinetice transportu, což zase bylo zodpovědné za zvýšení napětí v otevřeném obvodu článku a faktoru plnění.
,,Estonská společnost Crystalsol Inc. nedávno vyrobila flexibilní, lehké, průhledné a levné solární moduly,“ řekl Konstantatos. „Podle zprávy se výrobní náklady na kesteritový modul pohybují kolem 8,58 Kč/W. Vzhledem k tomu, že kesterit sestává pouze z prvků hojných v zemi, nemá zásadní limit pro zvětšení na terawatt, spíše než nedostatek india a galia v tenkovrstvých solárních článcích z mědi, india, galia a selenu (CIGS). Vzhledem k tomu, že současná účinnost kesteritových modulů se jeví kolem 10 %, ve srovnání s přibližně 20 % u CIGS, lze navíc dosáhnout dalšího snížení nákladů pomocí lepší účinnosti a hromadné výroby.“
Prezentovali zařízení v dokumentu „Ag-Refined Kesterite in Superstrate Solar Cell Configuration with 9,7% Power Conversion Efficiency“, publikovaném v Advanced Functional Materials. „V této studii jsme představili stříbro, které je poměrně drahý prvek, ale s ultratenkým absorbérem. Ten se zdá asi 10 krát tenčí než konvenční kesteritový film, takže výsledné náklady na materiál zůstaly stejné. Což přetrvává výhodou nízké ceny původního kesteritu.“
Zdroj: pv-magazine, Towpoint
