Naukowcy z Uniwersytetu w Toledo (USA) zaprojektowali w ostatnim czasie tandemowe ogniwa słoneczne, które składają się z dwóch komponentów – absorbera perowskitowego z przestrajalnym szerokim pasmem wzbudzonym oraz absorbera zbudowanego z tellurku kadmu (CdTe). Więcej na ich temat możemy dowiedzieć z artykułu naukowego na łamach periodyku Solar RRL.
Autorzy badań zwracają uwagę na to, że w dyskursie naukowym stosunkowo mało czasu poświęca się tandemowym ogniwom perowskit-CdTe. Do tej pory bardzo intensywnie były eksplorowane technologie łączące absorbery perowskitowe z krzemowymi, CIGS czy innymi perowskitowymi. Wpływ zastosowania tellurku kadmu nie jest jeszcze dobrze poznany.
Ogniwa słoneczne z perowskitem i tellurkiem kadmu – w USA badali je jako jedni z nielicznych
Warto nadmienić, że ogniwa oparte na kadmie w formie pojedynczych, cienkowarstwowych modułów były już testowane w minionych latach. Technologia ta wciąż jednak nie imponuje poziomem wydajności, a ponadto samo użycie kadmu budzi trochę obaw w związku z jego toksycznością. Mimo tego naukowcy znaleźli sposób, jak sprawić by technologia z wykorzystaniem tego pierwiastka miała jakikolwiek sens.
Podczas badań zastosowano w subogniwie perowskitowym tzw. przezroczysty styk tylny (ang. transparent back contact, TBC). Zamiast dobrze znanego w branży tlenku indu i cyny (ITO) wzięto pod uwagę tlenek indu i cynku (IZO). Obydwa subogniwa połączono w całość – górne było zbudowane z perowskitów, gdzie absorber dostrojono do wartości pasma wzbronionego 1,76 eV, a dolne natomiast składało się z tellurku kadmu. Pokryto je na koniec dodatkową powłoką antyodbiciową.
Zaprojektowany prototyp wykazał sprawność konwersji energii na poziomie 25,1 proc. (17,93 proc. w przypadku perowskitowego konponentu, 7,13 proc. w przypadku tellurkowego). Naukowcy dostrzegają potencjał w tym, że ogniwa słoneczne tego typu da się jeszcze udoskonalić na tyle, aby prezentowały wydajność rzędu 30 proc.
Na razie nie padły żadne słowa, że powyższa technologia mogłaby niedługo pojawić się na taśmach produkcyjnych i zyskać komercyjne zastosowanie. Doniesienia naukowców z Uniwersytetu w Toledo raczej należy traktować jako kolejne potwierdzenie, że tandemowe cienkowarstwowe ogniwa słoneczne można konstruować z szerszej gamy materiałów. Tellurkowo-perowskitowe moduły czekać będzie jeszcze wiele badań, nim znajdą zainteresowanie gdzieś poza wąskim gronem naukowców.