Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

MESO-SUPERCELLS Wynik w skrócie

Project ID: 327015
Źródło dofinansowania: FP7-PEOPLE
Kraj: Zjednoczone Królestwo

Ogniwa słoneczne nowej generacji

Współczesne, dostępne komercyjnie, panele krzemowe stanowią 90% całkowitej produkcji paneli słonecznych. Gwałtownie rozwijają się jednak alternatywne technologie wykorzystania energii słonecznej, m.in. wykorzystujące materiały cienkowarstwowe (szczególnie perowskitowe ogniwa słoneczne).
Ogniwa słoneczne nowej generacji
Odnawialne źródła energii uważane są za najlepsze źródła energii, jeśli chodzi o zmniejszanie poziomu zanieczyszczeń i łagodzenie skutków zmian klimatycznych. Z uwagi na bezkonkurencyjny zasób ich możliwości wykorzystanie ogniw fotowoltaicznych (PV) do generowania energii słonecznej stało się przedmiotem intensywnych badań oraz starań zmierzających do ich rozwoju i wdrożenia, czyniąc z branży PV największy na świecie sektor optoelektroniki.

Finansowany ze środków unijnych projekt MESO-SUPERCELLS (Novel meso-superstructured solar cells with enhanced performance and stability) miał na celu zbadanie perowskitowych ogniw słonecznych pod kątem przewidywalności skokowych zmian mocy zasilania. Perowskitowe ogniwa słoneczne oparte są na wysoce krystalicznym absorberze perowskitowym o absorpcyjności w zakresie od intensywnego światła widzialnego do bliskiej podczerwieni. Te ogniwa słoneczne z nadbudową mezo (MSSC) wykazują nadzwyczaj niskie straty energii, demonstrując jednocześnie wydajność konwersji mocy na poziomie 10,9%.

Badacze byli w stanie ustalić wzmocnienie krystalizacji dla perowskitu, co wpłynęło na poprawę jakości półprzewodnika, zwiększając w ten sposób wydajność ogniw słonecznych i poprawę powtarzalności. Ich praca wyraźnie pokazała potrzebę otrzymania w całości elektronicznie jednolitych cienkich warstw polikrystalicznych.

Naukowcy starali się także lepiej zrozumieć podstawowe procesy i mechanizmy działania tego typu ogniw słonecznych. Dlatego też poddali różnego rodzaju układy szczegółowej analizie, która ujawniła potrzebę kontrolowania poziomu domieszek w celu uzyskania stabilnej mocy wyjściowej Odkryto ponadto, że ogniwa z nadbudową mezo odgrywają szczególną elektroniczną rolę, którą potencjalnie jest wzmacnianie domieszkowania perowskitu.

Ponadto kinetyka krystalizacji wpływa na dynamikę rekombinacji płaskich ogniw słonecznych z heterozłączem. Naukowcy stwierdzili, że rekombinacja może być w znacznym stopniu tłumiona poprzez użycie środka do szybkiej krystalizacji, chociaż wielkość ziaren jest generalnie niewielka. Naukowcy badali również stosowanie bezołowiowych perowskitów, na bazie cyny i germanu, aby zniwelować toksyczność ołowiu, a także stosowanie przyjaznych dla środowiska rozpuszczalników do rozpuszczania komponentów perowskitu.

Wyniki projektu MESO-SUPERCELLS pomogą urzeczywistnić plan wprowadzenia na rynek technologii ogniw słonecznych na bazie perowskitu, wspierając tym samym europejskie wysiłki badawcze w kierunku czystej i wydajnej energii dzięki dostarczeniu niezawodnej niskoemisyjnej energii słonecznej. Projekt ten ma także wkład w znakomity poziom Europejskiej Przestrzeni Badawczej poprzez budowanie najbardziej prężnej społeczności naukowców z dziedziny fotowoltaiki, pracujących nad ogniwami słonecznymi trzeciej generacji.

Osiągnięcia te pomogą zwalczać ubóstwo energetyczne i przyczynią się do poprawy sytuacji gospodarczej na całym świecie. Ponadto szczególnie będą one przydatne dla osób zajmujących się technologiami związanymi z energią słoneczną, jak również dla organów ustawodawczych oraz grup zajmujących się ochroną środowiska.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Perowskitowe ogniwa słoneczne, fotowoltaika, MESO-SUPERCELLS, ogniwa słoneczne z nadbudową w skali mezo, cienkie warstwy polikrystaliczne
Numer rekordu: 190871 / Ostatnia aktualizacja: 2017-01-17