24,9 odstotka! Nova zložena celica kalcijevega titanata-CIS postavlja rekordno učinkovitost

Raziskovalci na tehnološkem inštitutu Karlsruhe (KIT) v Nemčiji so razvili laminirano sončno celico, ki temelji na halkogenidnih in tankih filmih bakra/indija/selena (CIS).

Celica je opisana kot prva fotovoltaična celica te vrste, ki dosega izkoristek blizu 25 odstotkov. Nova fotovoltaična celica ima kvalificirani izkoristek 23,5 odstotka in največji izkoristek 24,9 odstotka.

Učinkovitost je preveril Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems).

Znanstveniki so uporabili CIS s pasovno vrzeljo približno 1,03 eV in majhno količino galija, kot tudi trikationski halkogenid s pasovno vrzeljo približno 1,59 eV, z uporabo antirefleksne prevleke (ARC) za izboljšanje sklopne svetlobe in povečati splošni fototok. Celica ima učinkovitost pretvorbe moči 24,9 odstotka, napetost odprtega tokokroga 1,57 V, tok kratkega stika 21,1 mA in varianco polnjenja 75,2 odstotka. Zgornja in spodnja celica imata dopirani fototok 20,4 mA oziroma 20,7 mA.

Septembra 2020 je nova celica s kalcijevim titanitom CIGS iz Nacionalnega laboratorija za obnovljivo energijo dosegla svetovni rekord učinkovitosti 24,16 odstotka, kar je uradno potrdil laboratorij CalLab Fraunhoferjevega inštituta za sisteme sončne energije (ISE).

Zložene celice združujejo dva različna polprevodnika, ki pretvarjata različne dele spektra v električno energijo.

Fotovoltaične celice, sestavljene iz bakra, indija, galija in selena, je mogoče odložiti kot tanke plasti s skupno debelino le {{0}} mikronov. Plast halkogenida je še tanjša, le 0,5 mikrona. Tako so nove laminirane sončne celice, izdelane iz CIGS in halkogenida, debele precej pod 5 mikronov in jih je mogoče uporabiti za izdelavo fleksibilnih solarnih modulov.