Ogniwa na bazie perowskitów i kropek kwantowych gotowe do wdrożenia

Kalifornijska firma QD Solar opracowała ogniwo słoneczne na bazie perowskitów i kropek kwantowych, którego sprawność wynosi 23,2 proc. Jak twierdzą przedstawiciele firmy, proces produkcji ogniw jest już gotowy do wdrożenia na skalę komercyjną.

Powszechnie stosowane technologie wykorzystujące w głównej mierze krzem w roli absorbera promieniowania słonecznego mają swoje wady. Wiążą się one z ograniczoną zdolnością do pochłaniania, która wynika m.in. z rodzaju stosowanych materiałów. Krzem sam w sobie nie jest w stanie efektywnie wychwycić większości promieniowania ultrafioletowego oraz promieniowania w bliskiej podczerwieni.

Ogniwa tandemowe zwiększą zakres absorpcji

Kalifornijska firma QD Solar opracowała tandemowe ogniwo fotowoltaiczne, które składa się z dwóch głównych warstw. Pierwsza z nich bazuje na perowskitach, a druga na kropkach kwantowych.

REKLAMA

Perowskity w przemyśle fotowoltaicznym zyskują coraz większe zainteresowanie. Dzieje się tak m.in. ze względu na ich zdolność absorbcji (pochłaniania) energii w zakresie ultrafioletowym i widzialnym. Absorbcja ta szybko jednak spada po przekroczeniu długości fali 780 nm, co ogranicza wydajność tych materiałów. Wykorzystanie dodatkowo kropek kwantowych pozwala przesunąć granicę efektywności.

Kropki kwantowe to cząsteczki półprzewodnikowe w nanoskali. Zakres ich absorpcji może ulegać pewnym modyfikacjom w zależności od wyboru metody syntezy i przebiegu samego procesu. QD Solar opracowała proces, który pozwala generować kropki kwantowe przystosowane do absorpcji w podczerwieni powyżej 800 nm. Stanowi to dobre uzupełnienie dla warstwy perowskitowej.

Jak czytamy w portalu TaiyangNews, kanadyjska firma poinformowała, że opracowała proces produkcji ogniw o sprawności 23,2 proc. wykorzystujący właśnie oba wskazane materiały. Podana sprawność miała być potwierdzona m.in. przez firmę MKS Instruments. Zajmuje się ona m.in. dostarczeniem produktów dla branż produkujących półprzewodniki.

Proces opracowany przez QD Solar wykorzystuje technologię powlekania matrycowego. Firma twierdzi, że technologia jest gotowa do wdrożenia w skali produkcyjnej.

REKLAMA

Dwuwarstwowy moduł

QD Solar opisuje na swojej stronie budowę opracowanego modułu fotowoltaicznego. Jest ona zbliżona do budowy klasycznego modułu PV.

Na wierzchu znajduje się szyba, pod którą układana jest cienka warstwa folii EVA. Różnica polega na tym, że w przypadku modułów QD nie układa się następnie określonej ilości krzemowych ogniw PV, tylko warstwę materiału zbudowanego na bazie perowskitów połączoną z warstwą materiału wykorzystującego kropki kwantowe (pomiędzy warstwami perowskitową i z kropkami kwantowymi umieszcza się dodatkową warstwę folii EVA).

Następnie całość modułu jest tradycyjnie zamykana aluminiową ramą. Na koniec panel jest podłączany do inteligentnej skrzynki przyłączeniowej, która pozwala kontrolować produkcję energii z dwóch warstw aktywnych.

Wciąż trwają testy, które mają potwierdzić długoterminową stabilność rozwiązań. Jak jednak twierdzą przedstawiciele firmy, ich technologia jest już gotowa, by ujrzeć światło dzienne.