Rekordna tandemska sončna celica z najvišjo učinkovitostjo pretvorbe svetlobne energije v električno

Dr. Marko Jošt, član Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko Fakultete za elektrotehniko UL, je na podoktorskem usposabljanju na Helmholtz Zentrum Berlin s sodelavci izdelal rekordno tandemsko sončno celico z do zdaj največjo, 25,5 % učinkovitostjo pretvorbe svetlobne energije v električno. Rezultate raziskav, ki so plod bilateralnega nemško-slovenskega projekta, so dr. Marko Jošt kot prvi avtor, doc. dr. Benjamin Lipovšek, prof. dr. Janez Krč in prof. dr. Marko Topič kot soavtorji, objavili v prestižni reviji Energy and Environmental Science, ki po načinu vrednotenja CiteScore zaseda prvo mesto med 726 mednarodnimi znanstvenimi revijami s področja energije.

Že od leta 2015 najuglednejše raziskovalne skupine po svetu tekmujejo, kdo bo razvil najučinkovitejšo monolitsko tandemsko sončno celico – torej takšno, ki bo čim več svetlobne energije pretvorila v električno. Lani je rekord s 23,6 % učinkovitostjo dosegla skupina raziskovalcev z Univerze Stanford, Tehnološkega inštituta Massachusettsa (MIT) in Univerze v Oxfordu ter letos junija raziskovalci Švicarskega tehnološkega inštituta (EPFL) in Švicarskega centra za elektroniko in mikrotehnologijo (CSEM) s 25,2 % učinkovitostjo. Dr. Marko Jošt pa je letos oktobra s sodelavci Helmholtz centra v Berlinu in Univerze v Ljubljani dosegel kar 25,5 % učinkovitost pretvorbe in postavil nov rekord.

Tandemske sončne celice lahko učinkovito pretvorijo velik del sončnega spektra v električno energijo, vendar se del svetlobe odbije in se tako izgubi ter ne pretvori v energijo. Z uporabo nanostruktur se odboj bistveno zmanjša, kar zagotavlja, da v sončno celico vstopi več svetlobe. Tako visoka prebojna učinkovitost tandemske sončne celice je bila dosežena s teksturirano folijo, ki je bila izdelana v Laboratoriju za fotovoltaiko in optoelektroniko (LPVO) na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani. Gre za posebno folijo, ki zmanjšuje odboj vpadne svetlobe in s sipanjem svetlobe povečuje absorpcijo v tandemski sončni celici

Prof. Marko Topič predstojnik Laboratorija za fotovoltaiko in optoelektroniko na UL FE je povedal, da »dosežek dokazuje, da je koncept obravnavane tandemske sončne celice uspešen pri povečevanju izkoristka in energijskega izplena fotonapetostnih gradnikov, ki direktno pretvarjajo sončno energijo v električno. Fotovoltaika že dokazuje in še bolj obeta, da bo ključna tehnologija pri transformaciji energetskega sistema in kot nizkoogljična tehnologija prava rešitev v boju proti podnebnim spremembam.«

Foto: FE