Bifacijalne solarne ćelije perovskita pokazuju potencijal za veću energetsku efikasnost i niže troškove
Naučnici Nacionalne laboratorije za obnovljivu energiju američkog Ministarstva energetike (NREL) napravili su proboj u tehnologiji solarnih ćelija razvojem bifacijalne solarne ćelije perovskita.
Ova inovacija omogućava korišćenje sunčeve svjetlosti s obje strane uređaja, uz veći prinos energije i niže ukupne troškove.
Dvostruka priroda bifacijalne (dvostrane) solarne ćelije omogućava joj da „uhvati“ direktnu sunčevu svjetlost na prednjoj strani i reflektovanu sunčevu svjetlost na stražnjoj strani, nadmašujući performanse konvencionalnih monofacijalnih ćelija. Istraživači su objavili svoje nalaze u časopisu Joule, pod naslovom “Visoko efikasne bifacijalne solarne ćelije od perovskita sa jednim spojem”.
Kai Zhu, viši naučnik u NREL-u i vodeći autor rada, istakao je izuzetne operativne sposobnosti ćelije s obje strane. Laboratorijski izmjerena efikasnost prednje strane premašila je 23%, dok je efikasnost zadnje strane dostigla oko 91%-93% prednje efikasnosti.
Prošla istraživanja bifacijalnih perovskitnih solarnih ćelija su dala uređaje koji se smatraju neadekvatnim u poređenju sa monofacijalnim ćelijama, koje imaju trenutni rekord od 26% efikasnosti
Prije izgradnje ćelije, istraživači su koristili optičke i električne simulacije kako bi odredili optimalnu debljinu sloja perovskita na obje strane. Prednji sloj je trebao apsorbovati većinu fotona iz sunčevog spektra, izbjegavajući blokadu, dok je stražnja elektroda zahtijevala određenu debljinu kako bi se smanjio otpor.
Kroz dizajn vođen simulacijom, istraživači su otkrili da je idealna debljina sloja perovskita oko 850 nanometara. Ovaj proboj je eliminisao potrebu za skupim i dugotrajnim eksperimentalnim ponavljanjima.
U testiranju efikasnosti dobijene bifacijalnim osvjetljenjem, istraživači su ćeliju smjestili između dva solarna simulatora. Prednja strana je primala direktno svjetlo, dok je stražnja strana bila izložena reflektiranom svjetlu. Efikasnost ćelije se poboljšala kako se povećavao odnos reflektovanog svetla i prednjeg osvetljenja.
Bifacijalna ćelija dugoročno ekonomski isplativija
Iako početni troškovi proizvodnje bifacijalnog perovskitnog solarnog modula mogu premašiti cijenu monofacijalnog modula, istraživači predviđaju da će prvi biti bolja finansijska investicija na duge staze. Bifacijalni moduli imaju potencijal da generišu 10%-20% više energije, što ih čini ekonomski povoljnijim tokom vremena.
Sredstva za ovo istraživanje obezbijedila je Kancelarija za tehnologije solarne energije američkog Ministarstva energetike. NREL, kojim za DOE upravlja Alliance for Sustainable Energy LLC, služi kao primarna nacionalna laboratorija za istraživanje i razvoj obnovljive energije i energetske efikasnosti.
