Saules bateriju efektivitātes uzlabošana, lai panāktu neatkarību no fosilā kurināmā enerģijas avotiem, ir viena no galvenajām saules bateriju pētījumu jomām. Fiziķa Dr. Fēliksa Langa vadītā komanda no Potsdamas Universitātes kopā ar profesoru Lei Mengu un profesoru Junfangu Li no Ķīnas Zinātņu akadēmijas Pekinā ir veiksmīgi integrējusi perovskītu ar organiskajiem absorbētājiem, lai izstrādātu tandēma saules bateriju, kas sasniedz rekordlielu efektivitātes līmeni, kā ziņots zinātniskajā žurnālā Nature.
Šī pieeja ietver divu materiālu kombināciju, kas selektīvi absorbē īsus un garus viļņu garumus — proti, spektra zilo/zaļo un sarkano/infrasarkano staru apgabalus —, tādējādi optimizējot saules gaismas izmantošanu. Tradicionāli visefektīvākie sarkano/infrasarkano starojumu absorbējošie komponenti saules baterijās ir iegūti no tādiem parastajiem materiāliem kā silīcijs vai CIGS (vara, indija, gallija selenīds). Tomēr šiem materiāliem parasti ir nepieciešama augsta apstrādes temperatūra, kas rada ievērojamu oglekļa pēdas nospiedumu.
Savā nesenajā publikācijā žurnālā Nature Langs un viņa kolēģi apvieno divas daudzsološas saules bateriju tehnoloģijas: perovskītu un organiskās saules baterijas, kuras var apstrādāt zemākā temperatūrā un kurām ir samazināta oglekļa ietekme. Iespaidīgas 25,7% efektivitātes sasniegšana ar šo jauno kombināciju bija sarežģīts uzdevums, kā atzīmēja Fēlikss Langs, kurš paskaidroja: "Šis izrāviens bija iespējams, tikai apvienojot divus nozīmīgus sasniegumus." Pirmais izrāviens bija Menga un Li sintēze jaunai sarkano/infrasarkano starojumu absorbējošai organiskajai saules baterijai, kas paplašina tās absorbcijas spēju infrasarkanajā diapazonā. Langs sīkāk paskaidroja: "Tomēr tandēma saules baterijas saskārās ar ierobežojumiem perovskīta slāņa dēļ, kas cieš ievērojamus efektivitātes zudumus, ja tas ir paredzēts galvenokārt saules spektra zilo un zaļo segmentu absorbēšanai. Lai to pārvarētu, mēs uz perovskīta ieviesām jaunu pasivācijas slāni, kas mazina materiāla defektus un uzlabo baterijas kopējo veiktspēju."
Publicēšanas laiks: 2024. gada 12. decembris