ሁላችንም እንደምናውቀው የፀሐይ ኃይል ዋናው የብርሃን ኃይል ምንጭ ነው. የሲሊኮን ፓነሎች ብርሃንን ወደ ኤሌክትሪክ ሊለውጡ ይችላሉ, እና ባህላዊ የታንዳም ሶላር ሊቲየም ባትሪዎች ተጨማሪ የብርሃን የሞገድ ርዝመቶችን በመምጠጥ ይህንን የበለጠ ውጤታማ ማድረግ ይችላሉ.

ይህ ብቻ ሳይሆን፣ ተመራማሪዎቹ ባለሁለት ተከታታይ ውቅር በመጠቀም፣ በባህላዊ ሲሊኮን ላይ የተመሰረተ እና ሌላ ተጨማሪ ሃይል ሊሰበስብ የሚችል እና ከአዳዲስ ስርዓቶች “ተከታታይ” ጥምረት የተሰራ ሌላ የፔሮክሳይድ ንብርብር የሚጠቀም አዲስ ስርዓት መሆኑን ተገንዝበዋል። ተከታታይ የፀሐይ ህዋሶችን በከፍተኛ ሁኔታ ለመጨመር ብዙ የጠፋ፣ የተንጸባረቀ እና የተበታተነ ብርሃን ከመሬት (“አልቤዶ” ይባላል)።

በጃንዋሪ 11፣ 2021 የአለም አቀፍ ትብብር ድርጅት፣ ከኪንግ አብዱላህ የሳይንስ እና ቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ (KAUST) እና የዩቲ ምህንድስና ትምህርት ቤት ተመራማሪዎችን ጨምሮ “በባንድ ጋፕ ኢንጂነሪንግ ላይ የተመሰረተ ከፍተኛ ብቃት” በሚል ርዕስ የተፈጥሮ ኢነርጂ በተባለው መጽሔት ላይ አሳትሟል። ፐርኦክሳይድ/ድርብ ሞኖክሪስታሊን ሲሊኮን የፀሐይ ሴል” (EfficientbifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) መጣጥፍ።

ይህ ወረቀት በአሁኑ ጊዜ ተቀባይነት ካለው የተከታታይ አወቃቀሮች የአፈጻጸም ገደቦችን ለማለፍ የፔሮክሳይድ/ሲሊኮን መሳሪያዎችን የመንደፍ የቡድኑን አጠቃላይ ሂደት ይዘረዝራል።

የቡድን አባላት ይህንን ጥናት አብረው አጠናቀዋል። ከነዚህም መካከል ዶ/ር ሚሼል ዴባስቲያኒ የምርምር ሃሳብ አቅርበው መሳሪያውን ከአሌሳንድሮ ጄ. ሚራቤሊ

የቶሮንቶ ዩኒቨርሲቲ የኤሌክትሮኒክስ እና የኮምፒዩተር ምህንድስና የድህረ ዶክትሬት ባልደረቦች YiHou ፣ Bin Chen እና Anand S. Subbiah የፔሮክሳይድ ባንድ ክፍተትን ያዳበሩ ሲሆን ኤርካን አይዲን እና ፉርካን ኤች ኢሲክጎር ደግሞ የታንዳም ከፍተኛ ግንኙነትን እና አቀማመጥን ፈጥረዋል።

የዚህ ጥናት መደምደሚያ ባለ ሁለት ጎን ሞኖሊቲክ ፐሮአክሳይድ / ሲሊኮን ታንዳም የፀሐይ ሴል በአካባቢው ውስጥ የተንሰራፋውን ብርሃን አልቤዶን ይጠቀማል, አፈፃፀሙ ደግሞ ከአንድ ጎን የፔሮክሳይድ / የሲሊኮን ታንደም የፀሐይ ሴል የተሻለ ነው. የምርምር ቡድኑ በመጀመሪያ የውጪውን ፈተና ውጤት ሪፖርት አድርጓል። በአንድ AM 1.5g የፀሐይ ብርሃን ስር የተረጋገጠው የኃይል ልወጣ ውጤታማነት ባለ ሁለት ጎን ተከታታይ ከ 25% በላይ ሲሆን የኃይል ማመንጫው ጥግግት እስከ 26 mwcm-2 ደርሷል።

በተመሳሳይ ጊዜ, ተመራማሪዎቹ የተለያዩ እውነተኛ አብርኆት እና albedo ሁኔታዎች ስር ለተመቻቸ የአሁኑ ተዛማጅ የሚያስፈልገውን ፐሮክሳይድ ባንድ ክፍተት በማጥናት, የተለያዩ albedo የተጋለጡ እነዚህ ባለ ሁለት-ጎን ምሰሶዎች ባህሪያት በማወዳደር, እና የኃይል ሁለት ስሌት ውጤቶች መካከል ያለውን ንጽጽር አቅርቧል. የተለያዩ የአካባቢ ሁኔታዎች ባሉበት ቦታ ማምረት.

በመጨረሻም፣ ቡድኑ የታንዳም ድብልታን ተጨማሪ እሴት ከትክክለኛው ተዛማጅ አልቤዶ ጋር ካሉ ቦታዎች ጋር ለማሳየት የውጪ የሙከራ ቦታዎችን ባለአንድ ጎን እና ባለ ሁለት ጎን ፐርኦክሳይድ/ሲሊኮን ሕብረቁምፊዎች አወዳድሯል።

የአዲሱ ታንደም የፀሐይ ሴል ዋናው አካል የሲሊኮን ንብርብር እና የፔሮክሳይድ ንብርብር ነው. በተመሳሳይ ጊዜ, ከሌሎች ብዙ ውህዶች ጋር ይጣመራሉ. ፕሮፌሰር ስቴፋን ደዎልፍ ተናግረዋል። ዋናው ፈተና የታንዳም መሳሪያው ውስብስብነት ነው። የተካተቱት 14 ቁሶች አሉ፣ እና እያንዳንዱ ቁሳቁስ የአልቤዶን ተፅእኖ ግምት ውስጥ በማስገባት ሙሉ በሙሉ የተመቻቸ መሆን አለበት።

የጥናቱ ተባባሪ መሪ የሆኑት ዶክተር ሚሼል ዴባስቲያኒ ተናግረዋል። “አልቤዶን በመጠቀም፣ ምንም አይነት የምርት ወጪ ሳይጨምር ከባህላዊ ባይፖላር ሽፋኖች የበለጠ ከፍ ያለ ጅረት ማመንጨት እንችላለን።” የጥናቱ አዘጋጆች ፕሮፌሰር ቴድ ሳርጀንት እና የድህረ ዶክትሬት ተመራማሪ ዪሆው በቶሮንቶ ዩኒቨርሲቲ የኤሌክትሪካል እና ኮምፒውተር ምህንድስና ክፍል ይገኙበታል።

ቀደም ባሉት ጊዜያት ቀጥተኛ ያልሆነ የፀሐይ ብርሃንን የመቆጣጠር አቅም ላይ ምርምር አድርጓል, ነገር ግን የሙከራ ሙከራዎችን አላደረገም. ከኢንጂነሪንግ እና ቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ በተጨማሪ የኪንግ አብዱላህ የሳይንስና ቴክኖሎጂ ዩኒቨርሲቲ ተመራማሪዎች ከካርልስሩሄ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት እና ከቦሎኛ ዩኒቨርሲቲ ተባባሪዎች ጋር በመተባበር ቀጥተኛ ያልሆነ የፀሐይ ብርሃንን በሃይል ማሰባሰብ አቅሞች ውስጥ ለማካተት የሚያስፈልገውን ሳይንስ ለመፍታት ተባብረዋል። የእነሱ ሞጁሎች እና የምህንድስና ፈተናዎች.

ከዚያም ከቤት ውጭ ሁኔታዎች ባለ ሁለት ጎን የታንዳም የፀሐይ ህዋሶችን ሞክረው ከማንኛውም የንግድ የሲሊኮን የፀሐይ ፓነሎች የላቀ ውጤታማነት አግኝተዋል።

“ነጠላ ባለ ሁለት ሲሊኮን የፀሐይ ህዋሶች በ PHOTOVOLTAIC ገበያ ላይ ያላቸውን ድርሻ በፍጥነት ይጨምራሉ ምክንያቱም የ 20% አንጻራዊ የአፈፃፀም ማሻሻያ ማቅረብ ይችላሉ. ይህንን ዘዴ በፔሮክሳይድ / በሲሊን ውስጥ መጠቀም ከተለምዷዊ የሲሊኮን የፀሐይ ሴሎች የበለጠ ውጤታማ ሊሆን ይችላል. እና የጥሬ ዕቃ ዋጋን ሊቀንስ ይችላል። ፕሮፌሰር ስቴፋን ደዎልፍ አጠቃለዋል። ዴዎልፍ እና ባልደረቦቹ ይህንን ቴክኖሎጂ ከካናዳ፣ ጀርመን እና ጣሊያን ካሉ ቡድኖች ጋር በመተባበር ፈጠሩ።

በወረቀቱ መደምደሚያ ላይ ተመራማሪዎቹ ሙሉውን የፔሮክሳይድ / የሲሊኮን መዋቅር አፈፃፀም ለማሻሻል ባለ ሁለት ጎን ባህሪን እንዴት እንደሚጠቀሙ በሙከራዎች አረጋግጠዋል. በጠባብ የፔሮክሳይድ ባንድ ክፍተት አጠቃቀም ምክንያት ግልጽ የሆኑ የኋላ ኤሌክትሮዶች ያላቸው የመሳሪያ አወቃቀሮች የታችኛው ሕዋስ የአሁኑን ትውልድ ለመጨመር እና በተመሳሳይ ጊዜ የላይኛው የፔሮክሳይድ ሴል የአሁኑን ትውልድ ለመጨመር በአልቤዶ ላይ ይደገፋሉ.

ይህ ተጓዳኝ ለፔሮክሳይድ ከ 1.59-1.62 eV ባንድ ክፍተት ጋር ይደርሳል. ከአንድ-ጎን የፔሮክሳይድ / የሲሊኮን ተከታታይ ጋር ሲነፃፀር የብሮሚን ይዘት በጣም ትንሽ ነው, ስለዚህ ከሃሎይድ መለየት ጋር የተያያዘ መረጋጋት በእጅጉ ይቀንሳል. ችግር ቡድኑ በመስክ ሙከራዎች ውስጥ ባለ ሁለት ጎን የታንዳም መዋቅር አፈፃፀምን ገምግሟል ፣ እና ባለ ሁለት ጎን እና ባለ አንድ ጎን የታንዳም መዋቅሮች በተለያዩ የአየር ሁኔታ ሁኔታዎች ውስጥ ያለውን የኃይል ውጤት ተንብዮአል።

በሁለቱም ሁኔታዎች ታንደም የዚህን ቴክኖሎጂ ተስፋ ከሚያሳየው ነጠላ-ጎን መዋቅር የተሻለ ነው. ይህ ስራ በ30mwcm-2PGD አጥር ክፍተቱን ለመዝጋት ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው ነገር ግን አነስተኛ ዋጋ ያለው ቴክኖሎጂ ሊጠቀም የሚችለውን አዲስ ክፍል ከፍተኛ ብቃት ያለው የፀሐይ ህዋሶችን አቅም ያሳያል።

ከዚህ በመነሳት, የመሣሪያዎች አፈፃፀም ተጨማሪ መሻሻል እና የቴክኖሎጂ ልኬት መስፋፋት ይህንን ቴክኖሎጂ ወደ የፎቶቮልታይክ ገበያ ለማቅረብ ቀጣይ ምክንያታዊ እርምጃዎች ናቸው.

በሎዛን ፣ ስዊዘርላንድ የሚገኘው የፌዴራል የቴክኖሎጂ ተቋም የፎቶቮልታይክ ላብራቶሪ ዳይሬክተር ፕሮፌሰር ክሪስቶፍ ባሊፍ በዚህ ጥናት ውስጥ አልተሳተፉም። አለ. “ይህ ወረቀት ባለ ሁለት ጎን የታንዳም መሣሪያ የመጀመሪያውን ግልጽ የሙከራ ማስረጃ ያቀርባል። በተመራማሪዎቹ የተዘገበው የአፈጻጸም መጠናዊ ትንተና ለዚህ ቴክኖሎጂ ወደ ሰፊው ገበያ ለመግባት የሚያስፈልጉትን የተረጋጋ መሣሪያዎችን ለማቋቋም በጣም አስፈላጊ ነው።