Vědci z FEL ČVUT v Praze se s novou technologií solárních článků přiblížili účinnosti 20 %

Vědci z Centra pokročilé fotovoltaiky na Katedře elektrotechnologie Fakulty elektrotechnické ČVUT vyvíjí vysoce účinné solární články na bázi hybridních organicko-anorganických perovskitů. Nyní se jim podařilo dosáhnout účinnosti 19,1 %.

O tom, zda se organicko-anorganické perovskity stanou technologií zítřka pro získávání levné elektřiny ze slunečního záření rozhodne výsledek snah o vyřešení nestability tohoto materiálu. Už nyní si však tento materiál získal pozornost prestižních časopisů především proto, že jeho výroba je snadná a během deseti let výzkumu překonal účinností všechny polykrystalické materiály. Tradiční technologie krystalického křemíku, který je náročný na výrobu, zatím sice pokořena nebyla, přitom ale už víme, že budoucnost by mohla patřit právě kombinaci staré i nové technologie dohromady.

Pro vývoj nové technologie je potřeba mnoho práce v laboratořích a mnoho šikovných lidí. Jedním z nich je Amalraj Peter Amalathas, původem ze Srí Lanky, který pracuje na zvyšování účinnosti perovskitových solárních článků. Amalraj je členem týmu doc. Jakuba Holovského, který si v rámci projektu CAP (Centre for Advanced Photovoltaics), vedeného prof. Tomášem Markvartem, klade za cíl dosáhnout vysoké účinnosti pomocí inovativní technologie krystalického křemíku spolu s technologií hybridních perovskitů.

Důležitým úspěchem na této cestě je vývoj solárního článku s účinností blížící se hranici 20 %, který probíhá plně na půdě českých institucí – Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze a Fyzikálního ústavu Akademie věd České republiky. Ačkoliv se vědci nesnaží soupeřit s nejlepšími světovými laboratořemi v účinnosti, ale zajímají je spíše fyzikální principy, je jejich snahou na hotové součástce si ověřit, že principům a funkcím těchto součástek opravdu rozumí.

Organicko-anorganický perovskit popisuje doc. Holovský následovně: “Základní materiál je částečně tvořen anorganickou mřížkou PbI₃^–, která na rozdíl od běžného PbI₂ je záporně nabitá. Aby toto bylo možné, mřížka tvoří oktaedrické buňky, uvnitř kterých jsou kladně nabité organické molekuly CH₃NH₃⁺. Paradoxně takto složitý systém velice snadno vzniká, ale zároveň se bohužel i snadno rozpadá. Cestou k vyšší stabilitě je používání složitějších kombinací chemických prvků. Hlavní výhodou materiálu je především jeho pozoruhodná polovodičová kvalita, zejména pak velmi malá citlivost na povrch.”

Výzkum byl umožněn díky projektu „Centrum pokročilé fotovoltaiky“ reg. č. CZ.02.1.01/0.0/0.0/15_003/0000464 financovaného z EFRR.

Tiskové materiály FEL ČVUT