Przełom w fotowoltaice: perowskitowe ogniwa tandemowe z 90% sprawnością w ekstremalnych warunkach zacienienia i napięcia -40 V.

Nowatorskie perowskitowo-organiczne ogniwo tandemowe

Jak informuje ITC.ua — Техно: Zespół z Hong Kong Polytechnic University (PolyU) opracował innowacyjne perowskitowo-organiczne ogniwo tandemowe, które wykazuje wyjątkową odporność na niekorzystne warunki pracy. Urządzenie zachowuje ponad 90% początkowej wydajności nawet po wystawieniu na działanie napięcia wstecznego -40 V oraz w sytuacjach zacienienia. Badacze podkreślają, że osiągnięcie to może znacząco poprawić niezawodność systemów fotowoltaicznych w różnych strefach klimatycznych. Ogniwa perowskitowe są uznawane za jedną z najbardziej obiecujących technologii, jednak ich słabą stroną była dotychczas podatność na degradację – nowe rozwiązanie może pomóc przezwyciężyć tę barierę.

Podczas testów cienkowarstwowe ogniwa PolyU wytrzymały napięcie wsteczne -40 V, zachowując ponad 90% sprawności. Udoskonalone organiczne ogniwa słoneczne osiągnęły napięcie przebicia powyżej -35 V. Wyniki eksperymentów są następujące:

• Po 12 godzinach pracy przy napięciu -20 V ogniwa zachowały 90% początkowej wydajności.
• Po 2000 godzinach przy -4,5 V odnotowano 97% sprawności.

Całkowita sprawność konwersji energii nowego typu ogniw tandemowych przekroczyła 26%.

Znaczenie badań i perspektywy technologiczne

Badacze odkryli, że ukryte defekty mogą prowadzić do uszkodzeń ogniw, a struktura tandemowa skutecznie chroni warstwę perowskitu, zapewniając stabilność. Jak zauważył członek zespołu, Li Gan:

"Osiągnęliśmy znaczący postęp w stabilności organicznych ogniw słonecznych (OSC) oraz perowskitowo-organicznych ogniw tandemowych (POTSC) w trudnych warunkach polaryzacji wstecznej."

Wyniki badań opublikowano w prestiżowym czasopiśmie Nature Materials, co potwierdza wagę tych innowacji dla sektora energii odnawialnej. Rozwój ogniw o tak wysokiej stabilności i wydajności otwiera nowe możliwości wdrażania fotowoltaiki w różnych warunkach klimatycznych. W kontekście globalnej transformacji energetycznej i dążenia do redukcji emisji dwutlenku węgla, takie technologie mogą odegrać kluczową rolę w realizacji celów zrównoważonego rozwoju.