Az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma (DOE) Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumának (NREL) kutatói arra a következtetésre jutottak, hogy az ón-ólom perovszkit napelemcella esetében lehetséges leküzdeni a stabilitási problémákat és javítani a hatékonyságot, legutóbbi kísérletük pedig 25,5%-os konverziós hatékonyságot eredményezett.
Az új cella, amely tandem kialakítású két perovszkitréteggel, 1500 órányi folyamatos működés után is, azaz több mint 62 napon keresztül megtartotta maximális hatékonyságának 80%-át a Nature Energy folyóiratban közzétett eredmények szerint.
„Ez egy laboratóriumban végzett, gyorsított öregedésvizsgálatot jelent” – mondta Kai Zhu, az NREL vezető tudósa és a a DOE Napenergia-technológiai Hivatala által finanszírozott kutatást részletező új tanulmány társszerzője. „Ennél a tandem hatékonysági szintnél a szakirodalomban közölt legjobb stabilitás általában néhány száz óra.”
Mit lehet tudni a perovszkit napelem kísérletről
A perovszkitokat, amelyek különleges kristályszerkezetű ásványok, az olyan egyes specifikus elemekkel szemben, mint a szilícium, a jövő technológiájában potenciálisan gyökeres változást hozó anyagként tartják számon a napenergia terén, mivel a szilícium alapú cellákhoz képest magas konverziós hatékonyságot ígérnek.
A tanulmány szerzői úgy vélik, hogy egy tandem perovszkit cella, amelyben két réteg egyesül annak érdekében, hogy a napfényspektrum kissé eltérő részeit rögzítse, több mint 30%-os hatásfokú lehet.
A szerzők egy korábbi, 2019-es kísérlet alapján dolgoztak, fenetil-ammónium-jodid és guanidinium-tiocianát hozzáadásával, aminek eredményeként az ón-ólom-perovszkit körülbelül kilenc mikroszekundumra növelte hordozó élettartamát.
„A kombinált adalékanyagok az ón-oxidációval kapcsolatos hibasűrűséget is olyan szintre csökkentették, amelyre az ón-ólom perovszkitoknál még nem volt példa, és hasonló a csak ólomtartalmú perovszkitok értékeihez” – mondta az NREL, amely nem az egyetlen kutatószervezet, amely a technológiával foglalkozik.
Egy korábbi tanulmány eredményei
Márciusban a Milánói Műszaki Egyetem kutatói megállapították, hogy a halogénkötés kémiai folyamata „jelentős potenciállal rendelkezik a perovszkit alapú napelemek új generációjának kifejlesztésében”, míg egy hónappal korábban Szaúd-Arábiában kutatók elvégezték a perovszkit napelemek sikeres nedves hőtesztjét, amely a csoport szerint közelebb vitte a technológiát a kereskedelmi életképességhez.
Mindezen kívül számos vállalati bejelentés érkezett, melyek a perovszkit technológiában való előnyszerzés céljáról tanúskodnak. Az akkumulátortárolókat gyártó NGK Insulators például befektetett az EneCoat Technologies-ba, a Kiotói Egyetem spin-outjába, amely perovszkit napelemek fejlesztésével foglalkozik, míg az amerikai Tandem PV perovszkit cég Áprilisban 12 millió dollárral zárta első finanszírozási ciklusát egy kísérleti gyártóüzem felépítésére a kaliforniai San Jose-ben található központjában. A hónap elején pedig a perovszkit-alapú PV-gyártó Saule Technologies a Google Clouddal és a megújuló energiaforrásokkal foglalkozó Columbus Energy vállalattal lépett együttműködésre technológiája fejlesztése érdekében.
