Prof. Li Gang (vľavo), vedúci profesor technológie premeny energie a profesor obnoviteľnej energie Sir Sze-yuen Chung a profesor Yang Guang (vpravo), odborný asistent, obaja z Katedry elektrotechniky a elektroniky PolyU, vykonali kritický prehľad výziev a budúcich vyhliadok perovskitových/kremíkových TSC. Kredit: Hong Kong Polytechnic University
Technológia solárnych článkov tretej generácie rýchlo napreduje. Inžiniersky výskumný tím na Hongkonskej polytechnickej univerzite (PolyU) dosiahol prelom v oblasti perovskitových/kremíkových tandemových solárnych článkov (TSC) so zameraním na riešenie výziev, ktoré zahŕňajú zlepšenie účinnosti, stability a škálovateľnosti.
Tím vykonal komplexnú analýzu výkonnosti TSC a poskytol strategické odporúčania, ktorých cieľom je zvýšiť účinnosť premeny energie tohto nového typu solárnych článkov zo súčasných maximálne približne 34 % na približne 40 %.
Tím dúfa, že urýchli komercializáciu perovskitových / kremíkových TSC prostredníctvom spolupráce medzi priemyslom, akademickou obcou a výskumom, pričom sa zosúladí s národným strategickým plánom kulminácie uhlíka a neutrality a podporou rozvoja inovatívnych technológií, ako je umelá inteligencia, prostredníctvom obnoviteľnej energie.
Výskumný tím pozostáva z popredných vedcov vrátane prof. Li Ganga, vedúceho profesora technológie premeny energie a profesora sira Sze-yuena Chunga v oblasti obnoviteľnej energie, a prof. Yang Guanga, asistenta profesora, obaja z Katedry elektrotechniky a elektroniky PolyU.
Vykonali kritický prehľad výziev a budúcich vyhliadok perovskitových/kremíkových TSC s názvom „Smerom k efektívnym, škálovateľným a stabilným perovskitovým/kremíkovým tandemovým solárnym článkom“, ktorý bol publikovaný v časopise Nature Photonics.
Riešenie problémov v oblasti stability a výroby
„Zatiaľ čo laboratórne zariadenia preukázali pôsobivý pokrok v účinnosti, je potrebné ďalšie úsilie na zlepšenie ich spoľahlivosti, vrátane minimalizácie strát účinnosti od zariadení s malou plochou po veľkoplošné moduly,“ povedal Prof. Gang. „Osobitná pozornosť by sa mala venovať aj zabezpečeniu toho, aby vyrobiteľnosť materiálov a metód bola v súlade s priemyselnými normami.“
Pri riešení týchto problémov profesor Guang a tím zdôraznili niekoľko kritických technických problémov. Po prvé, hlavnou výzvou zostáva vnútorná nestabilita perovskitových materiálov pri environmentálnych stresoch, ako je vlhkosť, kyslík, ultrafialové svetlo a tepelné výkyvy. Po druhé, preklad tandemových zariadení na moduly v komerčnom meradle si vyžaduje prekonanie prekážok súvisiacich s jednotnosťou, kontrolou defektov a veľkoplošnou výrobou.
Aj keď sa vykonalo predbežné vonkajšie testovanie perovskitových/kremíkových TSC, certifikované údaje o ich dlhodobej spoľahlivosti zostávajú vzácne. Na lepšie posúdenie skutočnej životnosti a komerčného potenciálu týchto článkov výskumníci odporúčajú prísne zrýchlené testovanie stability založené na štandardizovaných postupoch navrhnutých Medzinárodnou elektrotechnickou komisiou.
Okrem toho, zatiaľ čo perovskitové suroviny sú relatívne lacné, použitie vzácnych prvkov a olova ťažkých kovov vo väčšine návrhov článkov vyvoláva významné environmentálne a regulačné obavy. Výskum preto obhajuje vývoj udržateľných alternatív spolu s efektívnou recykláciou alebo stratégiami sekvestrácie olova, aby sa umožnila životaschopná komercializácia.
Podpora spolupráce medzi priemyslom, akademickou obcou a výskumom
Tím PolyU obhajuje spoluprácu medzi priemyslom, akademickou obcou a výskumom prostredníctvom multidisciplinárneho prístupu, ktorý integruje vedu o materiáloch, inžinierstvo zariadení a ekonomické modelovanie s cieľom napredovať v tejto sľubnej fotovoltaickej technológii. „Vývoj účinných a spoľahlivých perovskitových/kremíkových TSC musí riešiť tieto zostávajúce vedecké výzvy, aby sa dosiahli nižšie vyrovnané náklady na elektrinu,“ povedal prof. Guang.
„Tím dúfa, že tento výskum uľahčí prechod technológie z laboratórnych štúdií na komerčnú výrobu, pričom bude úzko v súlade s národným strategickým plánom uhlíkovej špičky a neutrality. Poskytnutím stabilnej dodávky vysokoúčinnej obnoviteľnej energie sa snažíme poskytnúť zelenú a spoľahlivú energetickú podporu pre odvetvia s vysokou spotrebou energie, ako je umelá inteligencia, čím pomôžeme dosiahnuť nízkouhlíkovú transformáciu energetickej štruktúry.“
Viac informácií: Guang Yang et al, Smerom k efektívnym, škálovateľným a stabilným perovskitovým/kremíkovým tandemovým solárnym článkom, Nature Photonics (2025). DOI: 10.1038/s41566-025-01732-y
Poskytuje Hongkongská polytechnická univerzita
Citácia: Výskum poháňa komercializáciu technológie energeticky účinných solárnych článkov smerom k míľniku účinnosti 40 % (2025, 10. november) získaný 10. novembra 2025 z https://techxplore.com/news/2025-11-commerceization-energy-efficient-solar-cell.html
Tento dokument podlieha autorským právam. Okrem akéhokoľvek poctivého obchodovania za účelom súkromného štúdia alebo výskumu nesmie byť žiadna časť reprodukovaná bez písomného súhlasu. Obsah je poskytovaný len na informačné účely.
