24.9%! Uus kaltsium Titanate-CIS virnastatud rakk seab rekordefektiivsuse

Saksamaa Karlsruhe Tehnoloogiainstituudi (KIT) teadlased on välja töötanud lamineeritud päikesepatarei, mis põhineb nii kalkogeniidil kui ka vask-/indium/seleeni (SRÜ) õhukestel kiledel.

Rakku kirjeldatakse kui esimest omataolist fotogalvaanilist rakku, mille efektiivsus on ligi 25 protsenti. Uue fotogalvaanilise raku kvalifitseeritud efektiivsus on 23,5% ja maksimaalne efektiivsus 24,9%.

Tõhusust on kinnitanud Fraunhofer ISE (Fraunhoferi päikeseenergiasüsteemide instituut).

Teadlased kasutasid SRÜ-d, mille ribavahe oli umbes 1,03 eV ja väike kogus galliumi, samuti kolme katioonset kalkokogeniidi, mille ribavahe oli umbes 1,59 eV, kasutades peegeldusvastast katet (ARC), et suurendada haakeseadet ja suurendada üldist fotovoolu. Raku võimsus muundamise efektiivsus on 24,9%, avatud ahela pinge 1,57 V, lühisvool 21,1 mA ja täitehälve 75,2%. Ülemises ja alumises lahtris on dopingu fotohoovus vastavalt 20,4 mA ja 20,7 mA.

2020. aasta septembris saavutas riikliku taastuvenergia labori uus kaltsium titaniidi CIGS virnastatud rakk maailmarekordi 24,16%, mis oli ametlikult sertifitseeritud Fraunhoferi päikeseenergiasüsteemide instituudi (ISE) CalLab laboris.

Virnastatud rakud ühendavad kaks erinevat pooljuhti, mis muundavad spektri erinevad osad elektrienergiaks.

Vasest, indiumist, galliumist ja seleenist koosnevaid fotogalvaanilisi rakke saab ladestada õhukeste kiledena, mille kogupaksus on vaid 3-4 mikronit. Chalcogenide kiht on veelgi õhem, vaid 0,5 mikronit. Seega on CIGS-ist ja kalkogeniidist valmistatud uued lamineeritud päikesepatareid tunduvalt alla 5 mikroni paksused ja neid saab kasutada paindlike päikesemoodulite tootmiseks.