Német kutatók – szaúdi közreműködéssel – kifejlesztettek egy új tandemnapelemet, amely lenyűgöző, 31,2 százalékos hatásfokkal rendelkezik természetes benapozási körülmények között. A világ eddigi leghatékonyabb tandemeszköze a kínai Longi gyártó által szeptemberben bemutatott 34,6 százalékos hatékonyságú cellája, amelyet laboratóriumi körülmények között teszteltek. A német kutatók által megalkotott perovszkit-szilícium tandemkompozitból álló cella újdonsága a kristályos szerkezetű perovszkit felületi geometriájában rejlik. 

A cellát az Abdullah Király Tudományos és Technológiai Egyetem és a Helmholtz-Zentrum Berlin együttműködésében fejlesztették ki.A kutatók a vékony perovszkitos kompozitanyaggal bevont cellák teljesítményét úgy javították, hogy az alsó határfelületen 3D helyett 2D-s perovszkit rétegeket építettek be. Ezzel minimalizálták az energiaszint-eltérést az alsó határfelületen, azaz csökkentették a teljesítményveszteségeket. 

A cellák anyagának összeállítását is módosították a nagyobb teljesítmény érdekében. A kutatócsoport egy 0,16 négyzetcentiméteres eszközt fejlesztett ki, amelyhez indium-ón-oxidból készült hordozót használtak. Az eszköz több rétegből áll, köztük amorf szilíciumból, kristályos szilícium abszorberből és egy átlátszó, indium-cink-oxidból. Ezen kívül van egy elektrontranszport-réteg, amely termikusan elpárologtatott fullerénből és egy ón-oxid rétegből áll. Végül az eszközt magnézium-fluoridból készült tükröződésgátló bevonattal látták el, némi ezüsttel vegyítve.

Standard megvilágítási körülmények között az új napelemek 1700 órán keresztül képesek voltak megtartani a kezdeti hatásfok 80 százalékát. Az eredményeket egy független kutatóintézet, a német Fraunhofer Institute for Solar Energy (ISE) Systems hitelesítette 31,2 százalékos hatásfokkal. A kutatók szerint a rétegelt napelem jobban skálázható, mint a hagyományos. Noha az előállítás költségeiről nem számoltak be, reményeik szerint a közeljövőben kerülhet kereskedelmi forgalomba az új napelem.

Forrás: Interesting Engineering

A borítókép illusztráció, forrás: Adobe Stock