חוקרים גרמנים ובלגים מפתחים תא סולארי חדש עם יעילות המרה פוטואלקטרית של 25%
Jun 30, 2022
חוקרים בגרמניה ובבלגיה עבדו יחד כדי לפתח תא סולארי חדש מסוג טנדם סידן טיטניט/נחושת אינדיום דיסלניד (CIS) עם יעילות המרה פוטו-וולטאית של 25%, הגבוהה ביותר שהושגה אי פעם מסוגו. התא הסולארי הוא גמיש, קל משקל ורב-תכליתי, יישומים מבטיחים בכלי רכב, מכשירים ניידים והתקנים מתקפלים. המחקר האחרון פורסם בכתב העת ACS-Energy Letters, חטיבה של האגודה האמריקאית לכימיה.
כלקוגניד הוא סוג חדש של חומר עם מבנה גבישי מיוחד. במהלך העשור האחרון, תאים סולאריים של סידן טיטניט התקדמו במהירות כדי להשיג יעילות פוטו-וולטאית הדומה לזו של התאים הסולאריים מסיליקון הוותיקים.
ניתן להגביר את היעילות של תאים סולאריים על ידי שימוש בשני תאים או יותר בערימה. אם כל תא סולארי בערימה יכול לקלוט ביעילות אור מחלק אחר של ספקטרום השמש, ניתן להפחית את ההפסדים המובנים ולהגדיל את היעילות הפוטו-וולטאית של התא כולו. בשל "הרבגוניות" שלהם, תאים סולאריים כלקוגנידים הפכו ל"מובילים " בתחום התאים הסולאריים הערומים. תאים סולאריים טנדם המשתמשים בכלקוגן ובסיליקון השיגו נצילות פוטו-וולטאית של עד 29% או יותר, גבוה משמעותית מתאים העשויים מכלקוגניד (25.7%) או מסיליקון (26.7%) בלבד.
במחקר האחרון, צוות מחקר בינלאומי בראשות ד"ר מרקו פרסיאדו מהמכון הטכנולוגי של קרלסרוהה ייצר בהצלחה תאים סולאריים מסוג טנדם סידן טיטניט/CIS עם יעילות המרה פוטו-וולטאית של עד 24.9 אחוזים, יעילות ההמרה הפוטו-וולטאית הגבוהה ביותר שהושגה אי פעם עם סוג זה של טכנולוגיה.
שילוב של כלקוגניד עם חומרים אחרים כגון נחושת אינדיום דיסלניד או נחושת אינדיום גליום דיסלניד טומן בחובו את ההבטחה לתאים סולאריים טנדם גמישים וקלים, לדברי החוקרים. תאים כאלה יכולים להיות מותקנים לא רק על בניינים אלא גם על כלי רכב ומכשירים ניידים, וניתן אפילו לקפל או לגלגל אותם לאחסון ולהרחיב אותם בעת הצורך, למשל על תריסים או סוככים, כדי להצל על השמש תוך כדי ייצור חשמל.
החוקרים אמרו כי "המחקר האחרון מדגים את הפוטנציאל של תאים סולאריים טנדם של סידן טיטניט/CIS, וסולל את הדרך לעלייה אפשרית ביעילות עתידית ליותר מ-30%".
