Avots: scitechdaily.com
Dr Andreas Distler (ZAE Bayern) ar organisko ierakstu saules moduli Nākotnes Saules fabrikā. Fonā izmēģinājuma līnija plānas plēves fotoelementiem.
Nirnbergas un Erlangenas pētniecības grupa ir uzstādījusi jaunu organisko fotoelektrisko moduļu (OPV) enerģijas pārveidošanas efektivitātes rekordu. Zinātnieki no Fridriha-Aleksandra Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Bavārijas Lietišķās enerģijas pētījumu centra (ZAE) un Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg par atjaunojamiem enerģijas avotiem (HI ERN), Forschungszentrum Jülich filiāles, sadarbojas ar Dienvidķīnas Tehnoloģiju universitāte (SCUT) projektēja OPV moduli ar 12,6 procentu efektivitāti 26 kvadrātcentimetru platībā. Bijušais pasaules rekords - 9,7 procenti - tika pārsniegts par 30 procentiem.
Šī ir augstākā efektivitātes vērtība, kāda jebkad ziņota organiska fotoelementa modulim. To apstiprināja ar Fraunhofer ISE (Freiburga) neatkarīgās sertifikācijas laboratorijas sertificētu kalibrētu mērījumu standarta testēšanas apstākļos 2019. gada septembrī. Daudzšūnu modulis tika izstrādāts Nākotnes Saules fabrikā Nirnbergas Energie Campus (EnCN) pārklājumu laboratorija ar unikālu megavatu izmēģinājuma līniju plānslāņu fotoelementiem, kuru ar finansiālu atbalstu projektēja un ieviesa Bavārijas Ekonomikas ministrija.
“Šis sasniegums parāda, ka Bavārija ir ne tikai līnija fotoelektrisko instalāciju attīstībā, bet arī ieņem vadošu pozīciju nākotnes tehnoloģiju attīstībā,” uzsver Huberts Aiwangers, Bavārijas valsts ekonomikas, reģionālās attīstības un enerģētikas ministrs.
Organiskās saules baterijas parasti sastāv no diviem dažādiem organiskiem komponentiem, kuriem ir nepieciešamās pusvadītāju īpašības. Atšķirībā no tradicionāli izmantotā silīcija, kuru ražo ar energoietilpīgiem kausēšanas procesiem, organiskos materiālus var tieši uzklāt no šķīdumiem uz nesējplēves vai stikla nesēja.
No vienas puses, tas samazina ražošanas izmaksas, no otras puses, elastīgu, vieglu materiālu izmantošana ļauj izmantot jaunus lietojumus, piemēram, mobilās ierīces vai apģērbu, pat ja efektivitāte vēl nav salīdzināma ar tradicionālajiem silīcija saules elementiem.
"Šis pagrieziena punkts organisko pusvadītāju pētījumos rāda, ka jaunākās veiktspējas izmaiņas ar apstiprinātu šūnu efektivitāti, kas pārsniedz 16 procentus, neaprobežojas tikai ar laboratorijas mērogu, bet ir gatavas palielināt līdz prototipa moduļu līmenim," skaidro prof. Kristofs Brabecs no FAU , HI ERN direktors un ZAE Bayern pētījumu grupas Nākotnes Saules fabrika zinātniskais direktors.
To dizaina dēļ visu fotoelementu moduļu efektivitāte vienmēr ir nedaudz zemāka nekā atsevišķu elementu efektivitāte. Piemēram, daļa moduļa apgabala vienmēr ir neaktīva, jo to izmanto atsevišķu šūnu savstarpējai savienošanai. Palielinoties moduļa laukumam, palielinās arī zaudējumi, ko rada elektrodu elektriskā pretestība.
Ierakstīšanas modulis sastāv no divpadsmit seriāli savienotām šūnām, un tā ģeometriskais piepildījuma koeficients pārsniedz 95 procentus. Šī moduļa zonas daļa aktīvi veicina enerģijas ražošanu. Attiecībā uz aktīvo zonu modulis sasniedz pat 13,2 procentu efektivitāti. Aktīvo zonu minimizēšana tika panākta ar augstas izšķirtspējas lāzera strukturēšanu, kā pēdējos gados izstrādāts un optimizēts “Nākotnes Saules fabrikā”.
