AnswersPublished18 sources
Tandemowe ogniwo perowskitowo-organiczne osiągnęło rekordową sprawność 28,04%
Zespół Instytutu Chemii Chińskiej Akademii Nauk, kierowany przez Li Yongfanga i Menga Lei, uzyskał certyfikowaną sprawność konwersji energii w stanie ustalonym na poziomie 28,04% — rekord świata dla tandemowych ogniw... Wynik osiągnięto dzięki strategii „regulacji na każdym etapie”, obejmującej pasywację defektów po...
Opublikowane przezEdytowane za pomocą GPT-5.6 LunaObrazy wygenerowane za pomocą GPT Image 1.5
Research answer
Key takeaways
- Zespół Instytutu Chemii Chińskiej Akademii Nauk, kierowany przez Li Yongfanga i Menga Lei, uzyskał certyfikowaną sprawność konwersji energii w stanie ustalonym na poziomie 28,04% — rekord świata dla tandemowych ogniw...
- Wynik osiągnięto dzięki strategii „regulacji na każdym etapie”, obejmującej pasywację defektów podczas przygotowania materiału, wzrostu warstwy i późniejszej pracy ogniwa.
- Po 625 godzinach ciągłego oświetlania urządzenie zachowało 90% początkowej sprawności.
- Technologia może w przyszłości znaleźć zastosowanie w lekkich i elastycznych modułach, ale przed wykorzystaniem jej w satelitach konieczne będą testy odporności na promieniowanie, próżnię i cykle termiczne.
AI Prompt
openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What did the Chinese Academy of Sciences team led by Academician Li Yongfang and researcher Meng Lei achieve, as reported in Nature on Augus. Article summary: The CAS team led by Li Yongfang and Meng Lei reported a record perovskite–organic tandem solar cell: a certified steady-state power-conversion efficiency of 28.04%. The reported Nature publication date appears to be July. Topic tags: general, academic, general web. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with fake num
Zespół Instytutu Chemii Chińskiej Akademii Nauk, kierowany przez akademika Li Yongfanga i badacza Menga Lei, poinformował o uzyskaniu certyfikowanej sprawności konwersji energii w stanie ustalonym wynoszącej 28,04% w tandemowym ogniwie słonecznym łączącym perowskit i materiał organiczny. Według zespołu jest to rekord świata dla tej klasy urządzeń. Badanie opublikowano w czasopiśmie Nature 13 lipca 2026 roku, a nie 21 sierpnia. 18
20
Znaczenie tego wyniku wykracza jednak poza samą liczbę. Naukowcy zajęli się jednym z głównych problemów szerokopasmowych perowskitów: skłonnością do wywołanej światłem segregacji faz halogenkowych, która może obniżać wydajność ogniwa podczas pracy.
Rekord w liczbach
Monolityczne ogniwo tandemowe osiągnęło maksymalną sprawność 28,80%, natomiast certyfikowana sprawność w stanie ustalonym wyniosła 28,04%. 18 Chińska Akademia Nauk podała również, że szerokopasmowa górna warstwa perowskitowa uzyskała wyjątkowo wysokie napięcie obwodu otwartego jak na konstrukcje tego typu, zanim została połączona z organicznym ogniwem dolnym.
26
Urządzenie zachowało także 90% początkowej sprawności po 625 godzinach ciągłego oświetlania, zgodnie z informacjami instytutu oraz chińskich mediów państwowych. 18
28
To wciąż wyniki uzyskane dla ogniwa laboratoryjnego. Nie oznaczają jeszcze, że technologia jest gotowa do masowej produkcji, zastosowań komercyjnych czy lotów kosmicznych.
Dlaczego zastosowano konstrukcję tandemową?
Ogniwo tandemowe składa się z dwóch warstw fotoaktywnych, które pochłaniają różne zakresy światła. W opisanej konstrukcji nad organicznym ogniwem dolnym umieszczono szerokopasmowe ogniwo perowskitowe.
- Górna warstwa perowskitowa pochłania bardziej energetyczne części światła słonecznego.
- Dolna warstwa organiczna przechwytuje światło o niższej energii, które przechodzi przez perowskit.
Połączenie obu materiałów pozwala lepiej wykorzystać widmo promieniowania niż pojedynczy absorber. Tandemowe ogniwa perowskitowo-organiczne łączą szerokopasmową podcelę perowskitową z organiczną podcelą o węższej przerwie energetycznej, połączonymi szeregowo. 25
Właściwości materiału organicznego mogą również częściowo ograniczać oddziaływanie środowiska na warstwę perowskitową. Skala tej ochrony zależy jednak od całej budowy urządzenia i warunków jego pracy.
Klucz do wyniku: kontrola defektów od przygotowania materiału po eksploatację
Szerokopasmowe perowskity mieszanohalogenkowe są atrakcyjne w ogniwach tandemowych, ponieważ ich przerwę energetyczną można dostroić do parametrów ogniwa o niższej przerwie energetycznej. Ich stabilność podczas oświetlania pozostaje jednak poważnym wyzwaniem.
Zespół Chińskiej Akademii Nauk zastosował podejście określone jako regulacja na każdym etapie. Zamiast usuwać defekty dopiero po wytworzeniu warstwy, badacze próbowali kontrolować związane z nimi procesy podczas przygotowania materiału, wzrostu filmu oraz późniejszej pracy w świetle. Wykorzystali w tym celu dodatek, który może zmieniać się pod wpływem światła i pomagać stabilizować fazę perowskitu mieszanohalogenkowego. 17
18
21
Celem było ograniczenie napędzanej światłem migracji jonów halogenkowych. Jej skutkiem może być powstawanie obszarów o różnych przerwach energetycznych, a w konsekwencji spadek napięcia i mocy. Ograniczenie segregacji faz miało pomóc zachować zarówno napięcie podceli perowskitowej, jak i wydajność całego tandemu podczas oświetlania. 17
18
To podejście jest istotne, ponieważ sprawność i stabilność szerokopasmowych urządzeń tandemowych są ze sobą ściśle związane. Początkowy rekord ma mniejsze znaczenie, jeśli aktywna warstwa szybko zmienia się pod wpływem światła.
Cienkie i elastyczne panele zamiast sztywnych modułów?
Warstwy perowskitowe i organiczne można osadzać z roztworu, co potencjalnie otwiera drogę do metod produkcji opartych na powlekaniu. Techniki takie jak powlekanie szczelinowe (slot-die coating) czy drukowanie z wykorzystaniem linii typu roll-to-roll mogłyby w przyszłości umożliwić wytwarzanie lekkich, cienkich i podatnych mechanicznie urządzeń. Sam rekord nie dowodzi jednak, że produkcja na dużą skalę jest już możliwa.
Wcześniejsze badania obejmowały zarówno sztywne, jak i elastyczne tandemowe ogniwa perowskitowo-organiczne, pokazując, dlaczego ta architektura jest interesująca dla fotowoltaiki elastycznej. 10
Potencjalne zastosowania obejmują:
- fotowoltaikę zintegrowaną z zakrzywionymi powierzchniami budynków;
- urządzenia ubieralne i źródła energii dopasowujące się do kształtu powierzchni;
- lekkie systemy zasilania dronów;
- konstrukcje lotnicze i kosmiczne, w których znaczenie mają masa oraz objętość podczas transportu.
W takich zastosowaniach najważniejsza nie musi być wyłącznie maksymalna sprawność. Panel, który jest lekki, składany lub podatny na dopasowanie do zakrzywionej powierzchni, może być praktyczniejszy tam, gdzie montaż albo transport tradycyjnych sztywnych modułów jest utrudniony.
Czy takie ogniwa mogą zasilać zwijane panele satelitarne?
Pomysł jest na tyle obiecujący, że uzasadnia dalsze badania. Lekkie i elastyczne panele słoneczne mogłyby być składane lub zwijane na czas startu, a następnie rozwijane na orbicie. Wynik 28,04% nie jest jednak dowodem gotowości do zastosowań satelitarnych.
Praca w kosmosie wymagałaby testów wykraczających poza ciągłe oświetlanie ogniwa na stanowisku laboratoryjnym, między innymi:
- odporności na promieniowanie ultrafioletowe i cząstki wysokoenergetyczne;
- stabilności w próżni oraz kontroli uwalniania gazów z materiałów;
- odporności na wielokrotne cykle termiczne;
- wytrzymałości mechanicznej podczas startu, rozkładania i pracy na orbicie;
- utrzymania jednolitych parametrów na większych powierzchniach oraz w połączonych modułach.
Dostępne doniesienia potwierdzają rekordową certyfikowaną sprawność i stabilność podczas oświetlania. Nie potwierdzają natomiast kwalifikacji do środowiska kosmicznego. To kluczowe rozróżnienie, gdy przechodzi się od małego ogniwa rekordowego do kompletnego systemu przeznaczonego do lotu.
Następny etap: skalowanie i testy niezawodności
Najważniejszym wyzwaniem inżynieryjnym będzie prawdopodobnie powtarzalne zwiększanie skali. Oznacza to przejście od małych ogniw rekordowych do jednolitych podmodułów, a następnie do elastycznych modułów z niezawodnymi połączeniami i skuteczną hermetyzacją.
Badacze będą musieli sprawdzić, jak całe urządzenie zachowuje się przy jednoczesnym oddziaływaniu ciepła, światła, wilgoci, zginania, próżni i promieniowania. Wysokosprawne ogniwo staje się produktem możliwym do wdrożenia dopiero wtedy, gdy jego parametry można powtarzalnie uzyskać na większej powierzchni i utrzymać w warunkach właściwych dla danego zastosowania.
Wynik zespołu Chińskiej Akademii Nauk oznacza więc dwa osiągnięcia: certyfikowany rekord sprawności 28,04% w stanie ustalonym dla tandemowych ogniw perowskitowo-organicznych oraz strategię materiałową, która ma zwiększać stabilność szerokopasmowego perowskitu podczas oświetlania. Szersze znaczenie odkrycia będzie zależeć od tego, czy przewaga utrzyma się po zwiększeniu skali produkcji i w testach niezawodności dostosowanych do konkretnych zastosowań.
Studio Global AI
Continue your research
This page includes a source-backed answer you can continue inside Studio Global.
People also ask
What is the short answer to "Tandemowe ogniwo perowskitowo-organiczne osiągnęło rekordową sprawność 28,04%"?
Zespół Instytutu Chemii Chińskiej Akademii Nauk, kierowany przez Li Yongfanga i Menga Lei, uzyskał certyfikowaną sprawność konwersji energii w stanie ustalonym na poziomie 28,04% — rekord świata dla tandemowych ogniw...
What are the key points to validate first?
Zespół Instytutu Chemii Chińskiej Akademii Nauk, kierowany przez Li Yongfanga i Menga Lei, uzyskał certyfikowaną sprawność konwersji energii w stanie ustalonym na poziomie 28,04% — rekord świata dla tandemowych ogniw... Wynik osiągnięto dzięki strategii „regulacji na każdym etapie”, obejmującej pasywację defektów podczas przygotowania materiału, wzrostu warstwy i późniejszej pracy ogniwa.
What should I do next in practice?
Po 625 godzinach ciągłego oświetlania urządzenie zachowało 90% początkowej sprawności.