Vísindamenn hjá fyrirtækinu Oxford PV hafa sett heimsmet með því að kreista 29,52 prósenta skilvirkni út úr svokölluðum tandem-sólarsellum sem eru búnar til úr kísil og hinum ódýra málmi perovskite.
Skilvirkni sólarsellu ræðst af getu hennar til að umbreyta orku sólar í rafmagn. Hluti sólarljóssins endurkastast burt eða fer til spillis í formi varma, meðan restin er tekin upp í sólarsellunum og verður að rafstraumi.
Þessi nýja tandem-sólarsella getur með öðrum orðum umbreytt tæplega 30 prósentum af ljósi sólar í rafmagn. Til samanburðar er skilvirknin í hefðbundnum sólarsellum yfirleitt ekki meiri en 20 prósent.
Met þetta var sett aðeins nokkrum vikum eftir að annað teymi vísindamanna hjá rannsóknarstofnuninni Helmholz-Zentrum hafði sett met með 29,15 prósenta skilvirkni í svipaðri sólarsellu.
Ljóseindir frá sólinni knýja rafstraum úr sólarsellum
Þessa miklu skilvirkni í nýju sólarsellunum má þakka sérstakri tandem-gerð, þar sem kísil-sólarsellur eru þaktar með þunnri perovskitefilmu.
Sólarsella er yfirleitt samsett úr þremur lögum, þar sem hlutlaust lag liggur milli tveggja hálfleiðara. Annar þeirra er með ofgnótt af rafeindum miðað við hinn. Þegar lögin þrjú eru sett saman hreyfast rafeindir yfir í það lag sem er snautt af rafeindum. Þetta myndar rafsvið í hlutlausa laginu.
Sjáið hvernig sólarsella virkar:
Þegar sólarljósið skellur á sólarsellum lenda ljóseindir þess á rafeindum og rífa þær lausar. Lausu rafeindirnar streyma þá yfir í það lag sem er snautt af rafeindum og þá myndast rafsvið.
En það hafa ekki allar ljóseindir réttu orkuna til að rífa rafeindir lausar. Ef ljóseind er á orkusviði sem liggur fyrir ofan eða neðan svonefnda orkugeil tiltekins efnis – svæði þar sem rafeindir geta ekki setið – geta ljóseindirnar ekki rifið rafeindir lausar.
Perovskite uppsker sterkasta ljósið
Það er hér sem perovskite kemur til sögunnar. Málmurinn er nefnilega með hærri orkugeil en kísill. Meðan kísill dugar vel í að fanga orkuna úr veikari hluta ljóssins – rauða og innrauða ljósið – er perovskite heppilegra til að nýta sterkari útfjólubláa og sýnilega hluta ljóssins.
Perovskite finnst í miklu magni í náttúrunni og fremur ódýrt er að vinna það. Auk þess telja vísindamennirnir hjá Oxford PV að það verði brátt tilbúið til fjöldaframleiðslu.
Er kjarnorka lausnin á orkukreppunni?
Spár sýna að rafmagnsskortur verður í Evrópu í vetur sem og í framtíðinni. Væri ekki hægt að leysa hvort tveggja með kjarnorku?
