A rekombinációs problémák megoldására egy szilícium-oxid-nitrid (SiOxNy) passzivációs réteget alkalmaztak cink-oxidon.
A finnországi Åbo Akademi Egyetem kutatócsoportja sikeresen azonosított és szüntetett meg egy eddig megoldatlan veszteségi folyamatot, amely akadályozta az organikus napelemek fejlődését. Ez az eredmény, amiről az InterestingEngineering is beszámolt, hatással lehet a jövőbeli nagyüzemi gyártásra is. A kutatásuk jelentős előrelépést mutatott a szerkezetileg inverz organikus napelemek terén, amelyek 1 cm² felületűek voltak. Ezeknél több mint 18%-os hatékonyságot értek el.
Az eredményeket az Åbo Akademi Egyetem Organikus Elektronikai Kutatócsoportja érte el, együttműködve a Kínában működő Suzhou Nano-Tech és Nano-Bionics Intézet professzora, Chang-Qi Ma által vezetett csoporttal.
Korábban a kínai Trina vállalat érte el az eddigi legmagasabb hatékonyságot egy napelem modul esetében: az általuk fejlesztett n-típusú teljesen passzivált heterocsatlakozású (HJT) modulok laboratóriumi teszteken 25,44%-os hatékonyságot mutattak.
Egyre több nagyvárosban telepítenek napelemet (Fotó: Canva)
Az organikus fotovoltaikus technológia egyre nagyobb figyelmet kap egyedi előnyei miatt. Ezek a napelemek könnyűek, rugalmasak és energiahatékony gyártási eljárásokkal készülnek.
Az organikus napelemek energiaátalakítási hatékonysága az elmúlt öt évben jelentősen megnőtt, a szabványos kialakítások laboratóriumi körülmények között már meghaladják a 20%-ot. E fejlesztések ellenére az organikus anyagok levegő és napsugárzás okozta bomlása még mindig kihívást jelent, ami korlátozza a hosszú távú alkalmazhatóságukat.
A kutatók alternatív terveket vizsgáltak, mint például az inverz szerkezetű napelemeket, amelyek stabilabb anyagokat használnak a felső érintkezési rétegben, ezáltal növelve a tartósságot. Ugyanakkor a hagyományos kialakításokhoz képest ezek hatékonysága korábban alacsonyabbnak bizonyult.
Az Åbo Akademi csapata azonosított egy kulcsfontosságú problémát az inverz szerkezetű organikus napelemekben: az alsó kontaktusréteg, amely gyakran cink-oxidhoz hasonló fém-oxidokból készül, szűk rekombinációs területet hoz létre. Ez fotoáram-veszteséget okoz, csökkentve az áramkör összhatékonyságát.
A probléma megoldása érdekében a kutatók egy vékony, oldószerrel feldolgozott szilícium-oxid-nitrid (SiOxNy) réteget alkalmaztak az alsó kontaktusrétegen. Ez a passzivációs réteg megszüntette a rekombinációs területet, jelentősen javítva a hatékonyságot és stabilitást.
Ezen túlmenően ez az új megoldás lehetőséget biztosíthat az organikus napelemek nagyüzemi gyártásában. A kutatók útját nyitották egy fenntartható energiaforrás felé, amelyet a könnyűség, a rugalmasság és az energiahatékony gyártás jellemez.
Kiemelt kép: Canva