Ensimmäistä kertaa perovskiitti-pii-tandem-aurinkokennojen tehokkuus on ylitetty 30 prosentin tehokkuudella EPFL:n aurinkosähkön ja ohutkalvoelektroniikkalaboratorion tutkijoiden johtamassa hankkeessa yhdessä CSEM-innovaatiokeskuksen kanssa. Tulokset ovat Yhdysvaltojen kansallisen NREL-laboratorion sertifioimia.
Kaikkia aurinkokennoja rajoittavat pohjimmiltaan materiaalit, joista ne on valmistettu, mikä puolestaan vaikuttaa niiden saavutettaviin hyötysuhteisiin. Tähän mennessä käytetyimmät aurinkokennoteknologiat on valmistettu piistä. Piin menestyksestä huolimatta sen teoreettinen tehokkuusraja on noin 29 prosenttia prosenttia. Tällä hetkellä piikennoissa päästään lähes 27 prosentin hyötysuhteeseen, joten tilaa on vielä kehittää piin tehokkuutta.
Yksi keino lisätä kennon hyötysuhdetta on lisänneet piihin yksi (tai useampi) täydentävän kennokalvo. Näitä kutsutaan tandemkennoiksi. Niissä tyypillisesti auringon suurempienerginen näkyvä valo absorboituu yläkennoon, kun taas alhaisemman energian infrapunavalo absorboituu tandemin takaosaan sijoitettuun piikennoon.
EPFL:n tutkijat Neuchâtelissa ovat nyt onnistuneet parantamaan perovskiitti-pii-tandemkennojen tehokkuutta. Ensinnäkin he mukauttivat materiaaleja ja valmistustekniikoita korkealaatuisten perovskiittikerrosten kerrostamiseksi liuoksesta tasomaiselle piipinnalle ja saavuttivat 30,93 prosentin hyötysuhteen yhden nelisentin kokoisessa kennossa.
Toiseksi kehittämällä uutta versiota hybridihöyry/liuoskäsittelytekniikasta, joka on yhteensopiva teksturoitujen piipintojen kanssa, he ovat tuottaneet aurinkokennon, joka muuntaa 31,25 prosenttia auringonvalosta sähköenergiaksi. Tuloksena oli siis kaksi uutta maailmanennätystä: yhden tasomaiselle ja toisen teksturoidulle laitearkkitehtuurille.
Jälkimmäinen lähestymistapa tarjoaa suuremman virran ja on yhteensopiva nykyisten teollisten piiaurinkokennojen rakenteen kanssa.