Revoluce v solární energii: Perovskitové články s 24,3% účinností se vyrobí za pouhých 10 minut

Vědci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) a University of Valencia dosáhli významného průlomu ve výrobě perovskit-křemíkových tandemových solárních článků. Vyvinuli rychlý vakuový proces, který umožňuje dosáhnout účinnosti až 24,3 % za pouhých 10 minut.

Vědci z Karlsruhe Institute of Technology (KIT) a University of Valencia dosáhli významného průlomu ve výrobě perovskit-křemíkových tandemových solárních článků. Vyvinuli rychlý vakuový proces, který umožňuje dosáhnout účinnosti až 24,3 % za pouhých 10 minut. Tato metoda bez použití rozpouštědel představuje klíčový krok k průmyslové výrobě vysoce výkonných solárních panelů.

Perovskit-křemíkové tandemové články jsou považovány za budoucnost solární energetiky. Jejich síla spočívá v kombinaci dvou vrstev, které absorbují různé části slunečního spektra. Díky tomu dokážou zachytit více slunečního světla a generovat podstatně více elektřiny než tradiční křemíkové panely. Hlavní výzvou dosud byla rychlá a rovnoměrná výroba perovskitové vrstvy, která je aktivní složkou pro sběr světla, ve velkém měřítku. Nový proces tuto překážku účinně řeší.

Tým využil techniku zvanou close-space sublimation (CSS). Jde o rychlý vakuový proces, při kterém se prekurzorové materiály odpařují a urazí jen několik milimetrů, než se usadí na povrchu křemíkové buňky. Tam následně reagují za vzniku perovskitové vrstvy. Tento proces je nejen mimořádně rychlý – konverze je dokončena za pouhých 10 minut – ale také robustní, škálovatelný a spotřebovává relativně málo prekurzorového materiálu, což ho činí vysoce atraktivním pro průmyslovou výrobu.

Pro dosažení optimálního výkonu vědci pečlivě ladili materiál solárního článku, aby absorboval správné části slunečního světla. Upravili množství bromu v perovskitové vrstvě pomocí směsi methylamoniumjodidu a methylamoniumbromidu, čímž dosáhli ideálního pásmového rozdílu 1,64 elektronvoltu. Proces CSS se navíc ukázal jako univerzální, funguje na hladkých, nanostrukturovaných i mikrostrukturovaných křemíkových površích bez nutnosti měnit výrobní nastavení. To je zásadní pro praktické nasazení, neboť texturované povrchy jsou běžné u pokročilých solárních článků. Účinnosti se pohybovaly od 23,5 % na hladkých po 24,3 % na mikrostrukturovaných buňkách. Tento výzkum, publikovaný v prestižním časopise Nature Energy, otevírá cestu k efektivnější a cenově dostupnější solární energii.