Að auka skilvirkni sólarsella til að ná sjálfstæði frá jarðefnaeldsneyti er aðaláhersla í rannsóknum á sólarsellum. Teymi undir forystu eðlisfræðingsins Dr. Felix Lang frá Háskólanum í Potsdam, ásamt prófessorunum Lei Meng og prófessor Yongfang Li frá Kínversku vísindaakademíunni í Peking, hefur tekist að samþætta perovskít við lífræn gleypiefni til að þróa tvíhliða sólarsellu sem nær metnýtni, eins og greint er frá í vísindatímaritinu Nature.
Þessi aðferð felur í sér samsetningu tveggja efna sem gleypa sértækt stuttar og langar bylgjulengdir — nánar tiltekið blá/græna og rauða/innrauða sviðið í litrófinu — og hámarka þannig nýtingu sólarljóss. Hefðbundið hafa áhrifaríkustu rauð/innrauða gleypniefnin í sólarsellum komið úr hefðbundnum efnum eins og kísill eða CIGS (kopar indíum gallíum seleníð). Hins vegar þurfa þessi efni yfirleitt hátt vinnsluhitastig, sem leiðir til verulegs kolefnisspors.
Í nýlegri grein sinni í Nature sameina Lang og samstarfsmenn hans tvær efnilegar sólarsellutækni: perovskít og lífrænar sólarsellur, sem hægt er að vinna við lægra hitastig og hafa minni kolefnisáhrif. Að ná glæsilegri 25,7% skilvirkni með þessari nýju samsetningu var krefjandi verkefni, eins og Felix Lang benti á, sem útskýrði: „Þessi bylting varð aðeins möguleg með því að sameina tvær mikilvægar framfarir.“ Fyrsta byltingin var myndun nýrrar rauð/innrauða gleypni lífrænnar sólarsellu eftir Meng og Li, sem eykur gleypnigetu hennar lengra inn í innrauða sviðið. Lang útskýrði nánar: „Hins vegar stóðu tandem sólarsellur frammi fyrir takmörkunum vegna perovskítlagsins, sem þjáist af verulegu skilvirknitapi þegar þær eru hannaðar til að gleypa fyrst og fremst bláa og græna hluta sólarrófsins. Til að vinna bug á þessu útfærðum við nýtt óvirkjunarlag á perovskítinu, sem dregur úr efnisgöllum og eykur heildarafköst frumunnar.“
Birtingartími: 12. des. 2024