Zdroj: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) se solárním modulem pro organické záznamy v Solární továrně budoucnosti. V pozadí pilotní linka pro tištěnou tenkovrstvou fotovoltaiku.
Výzkumný tým v Norimberku a Erlangenu vytvořil nový rekord v účinnosti přeměny energie organických fotovoltaických modulů (OPV). Vědci z Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Bavorské centrum pro aplikovaný výzkum energie (ZAE) a Helmholtzův institut Erlangen-Nürnberg pro obnovitelné zdroje energie (HI ERN), pobočka Forschungszentrum Jülich, ve spolupráci s Jižní Čína University of Technology (SCUT), navrhl modul OPV s účinností 12,6 procenta na ploše 26 čtverečních centimetrů. Bývalý světový rekord 9,7 procenta byl překročen o 30 procent.
Toto je nejvyšší hodnota účinnosti, jaká byla kdy uvedena u organického fotovoltaického modulu. To bylo potvrzeno certifikovaným kalibrovaným měřením za standardních zkušebních podmínek nezávislou certifikační laboratoří Fraunhofer ISE (Freiburg) v září 2019. Vícebuněčný modul byl vyvinut v Solární továrně budoucnosti v Energie Campus Nürnberg (EnCN) v povrstvovací laboratoř s jedinečnou pilotní linkou megawattů pro tenkovrstvou fotovoltaiku, která byla navržena a realizována s finanční podporou bavorského ministerstva hospodářství.
„Tento průlom ukazuje, že Bavorsko není jen lídrem v rozvoji fotovoltaických zařízení, ale také zaujímá vedoucí postavení ve vývoji budoucích technologií,“ zdůrazňuje Hubert Aiwanger, bavorský státní ministr hospodářství, regionálního rozvoje a energetiky.
Organické solární články se obvykle skládají ze dvou různých organických složek, které mají nezbytné polovodičové vlastnosti. Na rozdíl od běžně používaného křemíku, který je vyráběn energeticky náročnými procesy tání, mohou být organické materiály nanášeny přímo z roztoků na nosný film nebo skleněný nosič.
Na jedné straně to snižuje výrobní náklady, na druhé straně použití flexibilních, lehkých materiálů umožňuje nové aplikace, jako jsou mobilní zařízení nebo oblečení, i když účinnost ještě není srovnatelná s tradičními křemíkovými solárními články.
„Tento milník ve výzkumu organických polovodičů ukazuje, že nejnovější vývoj výkonu s certifikovanou účinností buněk přes 16 procent se neomezuje pouze na laboratorní měřítko, ale je připraven k rozšíření na úroveň prototypových modulů,“ vysvětluje prof. Christoph Brabec z FAU , ředitel HI ERN a vědecký ředitel Solar Factory of the Future, výzkumná skupina ZAE Bayern.
Díky jejich konstrukci je účinnost kompletních fotovoltaických modulů vždy o něco nižší než účinnost jednotlivých článků. Například část oblasti modulu je vždy neaktivní, protože se používá pro propojení jednotlivých buněk. Se zvětšující se plochou modulu se také zvyšují ztráty způsobené elektrickým odporem elektrod.
Záznamový modul sestává z dvanácti sériově spojených buněk a má faktor geometrické výplně přes 95 procent. Tato část oblasti modulu aktivně přispívá k výrobě energie. Díky aktivní oblasti dosahuje modul dokonce účinnosti 13,2 procenta. Minimalizace neaktivních oblastí byla dosažena laserovým strukturováním s vysokým rozlišením, jak bylo vyvinuto a optimalizováno v posledních letech v „Solární továrně budoucnosti“.
