Slovenski raziskovalci izdelali rekordno sončno celico

Rezultate raziskav, ki so plod bilateralnega nemško-slovenskega projekta, so Marko Jošt kot prvi avtor ter soavtorji Benjamin Lipovšek, Janez Krč in Marko Topič, vsi z omenjene fakultete, objavili v prestižni reviji s področja energije Energy and Environmental Science.

Najuglednejše raziskovalne skupine po svetu že od leta 2015 tekmujejo, kdo bo razvil najučinkovitejšo monolitsko tandemsko sončno celico, torej takšno, ki bo čim več svetlobne energije pretvorila v električno.

Lani je rekord s 23,6-odstotno učinkovitostjo dosegla skupina raziskovalcev z Univerze Stanford, Tehnološkega inštituta Massachusetts (MIT) in Univerze v Oxfordu, letos junija pa raziskovalci Švicarskega tehnološkega inštituta (EPFL) in Švicarskega centra za elektroniko in mikrotehnologijo (CSEM) s 25,2-odstotno učinkovitostjo.

Slovenski raziskovalec Jošt je letos oktobra s sodelavci Helmholtz centra v Berlinu in Univerze v Ljubljani postavil nov rekord s 25,5-odstotno učinkovitostjo pretvorbe.

Tako visoko prebojno učinkovitost tandemske perovskitno-silicijeve sončne celice so raziskovalci dosegli s teksturirano folijo, ki so jo izdelali v Laboratoriju za fotovoltaiko in optoelektroniko na Fakulteti za elektrotehniko. Gre za posebno folijo, ki zmanjšuje odboj vpadne svetlobe in s sipanjem svetlobe povečuje absorpcijo v tandemski sončni celici.

Razvita sončna celica po navedbah fakultete dodaja kamenček v zakladnico znanj in dosežkov, ki utirajo tehnološko pot fotovoltaike v konkurenčnost pri proizvodnji električne energije in oskrbe z energijo nasploh. Koncept hrapave folije namreč omogoča optimizacijo energijskega izplena za raznovrstne aplikacije in je zato za fotovoltaično industrijo zelo zanimiv, so zapisali na fakulteti.

Kot je pojasnil Topič, eden od soavtorjev članka in predstojnik Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko, dosežek dokazuje, da je koncept obravnavane tandemske sončne celice uspešen pri povečevanju izkoristka in energijskega izplena pri pretvarjanju sončne energije v električno.

Po njegovem mnenju fotovoltaika "že dokazuje in še bolj obeta, da bo ključna tehnologija pri transformaciji energetskega sistema in kot nizkoogljična tehnologija prava rešitev v boju proti podnebnim spremembam".

Doseganje višje učinkovitosti pretvorbe tandemske sončne celice je po besedah Jošta, prvega avtorja objave, pomembno tudi za zniževanje cen fotovoltaičnih modulov, kar je mogoče doseči bodisi z zniževanjem cen izdelkov bodisi s povečanjem učinkovitosti pretvorbe.

Pri silicijevih celicah, ki so trenutno standard v fotovoltaiki, je oboje že na meji možnega, medtem ko lahko tandemske celice s perovskitom znatno povečajo izkoristek, modul pa se le malenkost podraži, je pojasnil Jošt.

Kot je še dejal, so tandemske celice še v fazi raziskav in razvoja, od industrijske proizvodnje jih loči še kar nekaj časa. "A takšni dosežki kažejo, da so naši cilji realni," je zaključil slovenski raziskovalec.