Nowy rekord świata w wydajności paneli słonecznych

Brytyjski startup Oxford PV, założony w 2015 roku przez ekspertów z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii, ogłosił nowy rekord świata w konfiguracji paneli fotowoltaicznych o wydajności 26,90%. Nowa technologia wykorzystuje tandemowe krzemowo-perowskitowe ogniwa słoneczne.

Niezależnie zweryfikowane
Wydajność nowej technologii paneli fotowoltaicznych Oxford PV została niezależnie zmierzona i certyfikowana przez niemiecki instytut Fraunhofer CalLab. Panel tandemowy łączący perowskit i krzem przewyższył najlepsze dotychczasowe panele krzemowe, które osiągają wydajność około 25% na podobnym obszarze.

60-ogniwowy moduł mieszkalny wykonany przy użyciu tandemowych ogniw słonecznych Oxford PV z perowskitem na krzemie osiągnął bezprecedensową sprawność 26,9%, przewyższając najlepsze obecnie moduły krzemowe o podobnej powierzchni.

Brytyjskim ekspertom udało się opracować przełomowy panel typu szkło-szkło, który wykorzystuje 60 ogniw słonecznych na powierzchni 1,6 m2. Nowy panel waży mniej niż 25 kg i jest idealnie dopasowany do użytku w domowych dachowych elektrowniach fotowoltaicznych.

Jest on produkowany w Niemczech
Oxford PV produkuje swoje opatentowane wysokowydajne krzemowe i perowskitowe tandemowe ogniwa słoneczne w swoim zakładzie produkcyjnym w Brandenburg an der Havel w Niemczech.

"To osiągnięcie opiera się na naszej poprzedniej wydajności wynoszącej 25% dla modułu wielkości przemysłowej, którą ogłosiliśmy w styczniu 2024 r. W ciągu ostatniej dekady nasz zespół pobił kilka rekordów wydajności ogniw tandemowych na bazie perowskitu i krzemu. Naszym celem jest teraz wprowadzenie tej wysokowydajnej technologii solarnej do komercyjnej produkcji masowej” - powiedział Chris Case, CTO Oxford PV.

Brytyjscy eksperci z Oxford PV planują dalsze udoskonalanie nowej technologii paneli. Teoretycznie ogniwa tandemowe mogą osiągać sprawność na poziomie ponad 43%, czyli znacznie wyższą niż pułap około 30%, który ma zastosowanie do tradycyjnych krzemowych ogniw słonecznych. Intencją Oxford PV jest zwiększenie wydajności swoich paneli słonecznych powyżej 30% w najbliższej przyszłości.

Obiecujący perowskit
Ogniwa perowskitowe to stosunkowo młoda technologia, która została opracowana w 2009 roku z wydajnością na poziomie czterech procent. W ciągu zaledwie dwóch lat naukowcy zwiększyli ich wydajność do szesnastu procent, co zajęło krzemowi dziesięciolecia.

Pod koniec 2018 roku naukowcy osiągnęli nowy światowy rekord wydajności ogniw perowskitowych wynoszący ponad 23 procent (dla porównania, tradycyjne ogniwa krzemowe istnieją od ponad 60 lat i mają szczytową wydajność ponad 25 procent). Teraz eksperci z PV Oxfort podnieśli wydajność tandemowych paneli perowskitowo-krzemowych do 26,90 procent.

Innym powodem zainteresowania naukowców panelami perowskitowymi jest to, że są one znacznie łatwiejsze w produkcji, a zatem tańsze. Ponadto, te panele słoneczne są lekkie, można je wyginać i, co najważniejsze, mogą być również przezroczyste. Według Saule Technologies, polskiej firmy, która również rozwija technologię paneli perowskitowych, waga paneli jest bardzo niska - około 1 kg/m 2 . Stanowi to ogromną różnicę w porównaniu do tradycyjnych krystalicznych paneli krzemowych, które ważą około 10 kg/m 2 .

Ponadto, perowskitowe ogniwa słoneczne mogą teoretycznie osiągać bardzo wysoką sprawność. Połączenie krzemu i perowskitu w jednym ogniwie oznacza, że każdy materiał działa w swoim optymalnym spektrum słonecznym.

Warstwa perowskitu jest umieszczona na wierzchu warstwy krzemu, więc najpierw przechwytuje i przekształca część światła słonecznego, podczas gdy reszta przechodzi przez warstwę krzemu, która przekształca resztę. Dzięki tak zwanej strukturze tandemowej, ogniwa łączące perowskit i krzem mogą osiągnąć znacznie wyższą wydajność niż ogniwa czysto krzemowe.

Zdaniem eksperta, technologia ogniw perowskitowych otwiera zupełnie nowe możliwości dla fotowoltaiki słonecznej. Panele perowskitowe mogą być instalowane na praktycznie każdym przedmiocie lub materiale. Niezależnie od tego, czy jest to laptop, telefon, samochód, dron, statek kosmiczny, tarcza smartwatcha czy tył telefonu komórkowego.