Å forbedre effektiviteten til solceller for å oppnå uavhengighet fra fossile energikilder er et hovedfokus i solcelleforskning. Et team ledet av fysikeren Dr. Felix Lang fra Universitetet i Potsdam, sammen med professor Lei Meng og professor Yongfang Li fra Det kinesiske vitenskapsakademiet i Beijing, har lykkes med å integrere perovskitt med organiske absorbere for å utvikle en tandem-solcelle som oppnår rekordhøye effektivitetsnivåer, som rapportert i det vitenskapelige tidsskriftet Nature.
Denne tilnærmingen innebærer en kombinasjon av to materialer som selektivt absorberer korte og lange bølgelengder – nærmere bestemt de blå/grønne og røde/infrarøde områdene i spekteret – og dermed optimaliserer sollysutnyttelsen. Tradisjonelt har de mest effektive rød/infrarød-absorberende komponentene i solceller kommet fra konvensjonelle materialer som silisium eller CIGS (kobberindiumgalliumselenid). Imidlertid krever disse materialene vanligvis høye prosesseringstemperaturer, noe som resulterer i et betydelig karbonavtrykk.
I sin nylige publikasjon i Nature slår Lang og kollegene hans sammen to lovende solcelleteknologier: perovskitt og organiske solceller, som kan behandles ved lavere temperaturer og ha redusert karbonpåvirkning. Å oppnå en imponerende effektivitet på 25,7 % med denne nye kombinasjonen var en utfordrende oppgave, som Felix Lang bemerket, som forklarte: «Dette gjennombruddet ble bare muliggjort ved å kombinere to betydelige fremskritt.» Det første gjennombruddet var syntesen av en ny rød/infrarød-absorberende organisk solcelle av Meng og Li, som utvider absorpsjonskapasiteten ytterligere inn i det infrarøde området. Lang utdypet videre: «Tandemsolceller møtte imidlertid begrensninger på grunn av perovskittlaget, som lider betydelige effektivitetstap når de er designet for å absorbere primært de blå og grønne segmentene av solspekteret. For å overvinne dette implementerte vi et nytt passiveringslag på perovskitten, som reduserer materialfeil og forbedrer cellens generelle ytelse.»
Publisert: 12. desember 2024