Mezinárodní tým vědců vyvinul strukturu nanočástic, která po přidání do solárního článku rozptýlila světlo a potenciálně ho mnohonásobně odrážela uvnitř článku, což přispívá ke znatelnému skoku v proudu.
Řada různých přísad a dalších vrstev by mohla změnit způsob, jakým povrch solárního článku interaguje se světlem. A tím zlepšit jeho výkon. Mezi ně patří rozptyl světla. Kdy sluneční světlo dopadá na drobné částice zapuštěné do buňky a odráží se kolem zařízení, nikoli přímo zpět z něj.
Skupina amerických vědců vedená Penn State University prokázala zvýšení účinnosti perovskitových solárních článků o 1 % přidáním struktury zachycující světlo v nanoměřítku na přední část článku. Úspěch je také pozoruhodný tím, že začali zkoumat úplně jinou cestu k optimalizaci solárních článků. A nakonec zjistili, že většinu zisků, o kterých se předpokládá, že z toho pocházejí, lze ve skutečnosti připsat doprovodnému efektu rozptylu světla.
,,Někteří výzkumníci v literatuře předpokládali a ukázali výsledky, že nanočástice s přeměnou nahoru poskytují zvýšení výkonu,“ řekl Shashank Priya, profesor materiálové vědy a inženýrství na Penn State. ,,Tento výzkum však ukazuje, že nezáleží na tom, zda vložíte nanočástice se zvýšenou konverzí nebo jakékoli jiné nanočástice. Ukáží zvýšenou účinnost díky lepšímu rozptylu světla.“
Převod infračerveného záření na viditelné světlo
Up-conversion se jeví jako proces, kdy materiál přidaný do článku převádí infračervené záření na viditelné světlo. To se může absorbovat solárním článkem. To se dlouho sledovalo jako možný způsob, jak dosáhnout účinnosti nad rámec toho, co se předpokládá, že je teoreticky možné v zařízení s jedním spojením. V tomto případě vědci z Macquarie University v Austrálii poskytli další krystalický materiál, který nevykazuje efekt přeměny nahoru. Což výzkumníkům z Penn State umožnilo porovnat výsledky.
Svou práci popsali v „Homogenizace optického pole v nanokrystalických perovskitových kompozitech“, která byla publikována v ACS Energy Letters. Výsledky ukázaly, že materiály byly stejně účinné při zlepšování účinnosti konverze perovskitových solárních článků. A pomocí dalších výpočtů měli vědci schopnost prokázat, že zvýšení účinnosti primárně pochází z rozptylu světla. Přičemž vzestupná konverze má pouze zanedbatelný účinek.
,,Začali jsme si v podstatě hrát s distribucí nanočástic v modelu. A začali jsme zjišťovat, že když částice rozmístíte daleko od sebe, začnete pozorovat určitý vylepšený rozptyl,“ řekl Thomas Brown, docent na University of Řím. ,,Pak jsme měli tento průlom.“
Skupina říká, že nyní má zkoumat optimalizaci velikosti, tvaru a distribuce částic v nanostrukturách, aby se výkon ještě dále optimalizoval.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
