Australští vědci tvrdí, že dosáhli nejvyšší účinnosti, jaká se kdy dosud hlásila pro tandemový solární článek perovskit-CIGS postavený na pružném ocelovém substrátu. V navržené konfiguraci článku může ocel fungovat jako substrát i jako elektroda.
Skupina vědců vedená University of Sydney vyrobila tandemový fotovoltaický článek. Ten se založil na technologii tenkých vrstev mědi, india, galia a selenu (CIGS) a perovskitu. Zařízení využívá flexibilní substrát vyrobený z oceli namísto skla.
Výhodou pružného a vodivého ocelového substrátu je skutečnost, že samotná ocel může fungovat jako substrát. A zároveň i jako elektroda pro velkoplošný monolitický panel. A nebo taky může fungovat jako maloplošný singulární jednopřechodový nebo vícepřechodový článek.
Nová buňka se stala evolucí perovskitového zařízení s účinností 17,1 %. Tu v srpnu představila jiná výzkumná skupina z University of Sidney. ,,Není důvod, proč by tandemová zařízení na bázi perovskitu nemohla být demonstrována také na ocelových substrátech,“ řekla hlavní autorka výzkumu Anita Ho-Baillie. ,,K dnešnímu dni existuje pouze jedna ukázka flexibilního tandemového solárního článku perovskit-CIGS s účinností 13,2 % na 30 μm tlustém flexibilním substrátu z polyimidové fólie.“
Výzkumná skupina postavila článek s ocelovým substrátem o tloušťce 50 μm potaženým molybdenem (Mo), CIGS absorbérem, okénkovou vrstvou sulfidu kademnatého (CdS) i průhlednými vodivými oxidovými filmy vyrobenými z oxidu zinečnatého dopovaného hliníkem (AZO). Dále je tvořen otvorem transportní vrstvy (HTL) na bázi oxidu nikelnatého (NiO), perovskitovým absorbérem, elektronovou transportní vrstvou (ETL) založenou na buckminsterfullerenu (C60), spacerem na bázi kyseliny fenyl-C61 máselné (PCB), vrstvou oxidu india a cínu (ITO) a antireflexní vrstvou.
Tandemový solární článek perovskite-CIGS dosahující rekordní účinnosti 18,1 %
Vědci nanesli perovskitovou vrstvu pomocí tepelného odpařování a spinového potahování. „Protože se použil substrát vodivý, kovový kontakt se zadní stranou spodního článku CIGS se tak může vytvořit na obou stranách substrátu. Což umožňuje flexibilitu pro propojení článků,“ vysvětlili.
Tandemový článek, testovaný za standardních podmínek osvětlení, dosáhl účinnosti přeměny energie 18,1 % a napětí naprázdno 1 645 mV. Dále taky hustoty zkratového proudu 17,7 mA/cm2 a faktoru plnění 62 %. Tento výsledek představuje nejvyšší účinnost, která se dosud hlásila pro flexibilní tandemový solární článek perovskit-CIGS.
,,Použitý substrát má další výhodu v tom, že je vodivý. Což umožňuje kovový kontakt na obou stranách,“ uvedli akademici. ,,Fyzická depozice se ukázala jako účinná při překonávání jedinečných problémů spojených s nepravidelnými povrchy buněk CIGS pro tandemové demonstrace.“
Nový koncept článku popsali ve studii „Efficient Flexible Monolithic Perovskite–CIGS Tandem Solar Cell on Conductive Steel Substrate“. Ta se nedávno publikovala v ACS Energy Letters.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
