Както всички знаем, слънчевата енергия е основният източник на светлинна енергия. Силиконовите панели могат да преобразуват светлината в електричество, а традиционните тандемни слънчеви литиеви батерии могат да направят това по-ефективно, като абсорбират допълнителни дължини на вълната на светлината.

Не само това, изследователите са осъзнали, че използвайки конфигурация с двойна серия, това е нова система, която използва традиционна основа на силиций и друг слой пероксид, направен от „серийна“ комбинация от нови системи, които могат да събират повече енергия и улавяне на много пропиляна, отразена и разпръсната светлина от земята (наречена „албедо“), за да увеличи значително тока на серийните слънчеви клетки.

На 11 януари 2021 г. Международната организация за сътрудничество, включително изследователи от Университета за наука и технологии на Крал Абдула (KAUST) и Инженерното училище на UT) публикува статия, озаглавена „Висока ефективност, базирана на Band Gap Engineering“ в списанието Natural Energy. Пероксид/двойна монокристална силициева слънчева клетка” (Ефективна бифациална монолитна перовскитна хартия/силиконтандем слънчеви клетки чрез виабандгапинеринг).

Този документ очертава целия процес на екипа за проектиране на пероксидни/силициеви устройства, за да надхвърли понастоящем приетите граници на производителност на серийни конфигурации.

Членовете на екипа завършиха това изследване заедно. Сред тях д-р Микеле Дебастиани изложи изследователска идея и направи устройството заедно с алесандро дж. Мирабели.

Постдокторантите от Университета в Торонто по електронно и компютърно инженерство YiHou, Bin Chen и Anand S. Subbiah разработиха пероксидната лента, докато Erkan Aydin и Furkan H. Isikgor разработиха тандемния горен контакт и оформление.

Заключението от това проучване е, че двустранната монолитна пероксидна/силициева тандемна слънчева клетка използва дифузното светлинно албедо в околната среда и производителността е по-добра от тази на едностранната пероксидна/силициева тандемна слънчева клетка. Изследователският екип първо съобщи за резултатите от теста на открито. При единична AM 1.5g слънчева светлина, сертифицираната ефективност на преобразуване на мощност на двустранните серии надхвърли 25%, а плътността на генериране на енергия е до 26 mwcm-2.

В същото време изследователите проучват интервала на лентата на пероксида, необходима за оптимално съвпадение на тока при различни условия на реално осветление и албедо, сравняват характеристиките на тези двустранни колони, изложени на различно албедо, и предоставят сравнение между двата резултата от изчислението на енергията производство на място с различни условия на околната среда.

И накрая, екипът сравнява тестови места на открито с едностранни и двустранни пероксидаза/силициеви струни, за да демонстрира добавената стойност на тандемната двойственост към места с действително подходящо албедо.

Основното тяло на новата тандемна слънчева клетка е съставено от силициев слой и слой от пероксид. В същото време те се комбинират с много други съединения. Това каза професор Стефан Де Волф. „Основното предизвикателство е сложността на тандемното устройство. Има включени 14 материала и всеки материал трябва да бъде перфектно оптимизиран, за да се вземе предвид влиянието на албедото.

каза д-р Микеле Дебастиани, съ-водещ автор на изследването. „Използвайки албедо, сега можем да генерираме много по-високи токове от традиционните биполярни мембрани без никакво увеличение на производствените разходи. Авторите на изследването включват професор Тед Сарджент и постдокторант YiHou в катедрата по електротехника и компютърна техника в Университета в Торонто.

е провеждал изследвания за потенциала за улавяне на непряка слънчева светлина в миналото, но не е провеждал експериментални тестове. В допълнение към Университета по инженерство и технологии, изследователи от Университета за наука и технологии на Крал Абдула (KAUST) също си сътрудничиха със сътрудници от Технологичния институт в Карлсруе и Университета в Болоня, за да решат науката, необходима за включване на непряка слънчева светлина в способностите за събиране на енергия на техните модули И инженерни предизвикателства.

След това, при външни условия, те тестваха двустранни тандемни слънчеви клетки и постигнаха ефективност, надминаваща всички търговски силициеви слънчеви панели.

„Единичните двулицеви силициеви слънчеви клетки бързо увеличават своя дял на пазара на ФОТОВОЛТАИЧНИ СИ, защото могат да осигурят 20% относително подобрение на производителността. Използването на този метод в пероксид/силан може да бъде по-ефективно от традиционните силициеви слънчеви клетки. И може да намали цената на суровините.” Професор Стефан ДеВолф заключи. DeWolf и неговите колеги разработиха тази технология в сътрудничество с екипи от Канада, Германия и Италия.

В заключение на статията изследователите доказаха чрез експерименти как да използват двустранната функция за подобряване на производителността на цялата структура на пероксид/силиций. Поради използването на тесен пероксиден пропуск, структурите на устройствата с прозрачни задни електроди разчитат на албедо, за да увеличат текущото генериране на долната клетка и в същото време да увеличат текущото генериране на горната пероксидна клетка.

Това съвпадение се постига за пероксиди с ширина на забранената зона от 1.59-1.62 eV. В сравнение с едностранната серия пероксид/силиций, съдържанието на бром е най-малкото, така че стабилността, свързана с сегрегацията на халиди, е значително намалена. проблем. Екипът оцени производителността на двустранната тандемна структура при полеви тестове и прогнозира енергийната мощност на двустранните и едностранните тандемни структури при различни климатични условия.

И в двата случая тандемът е по-добър от едностранната структура, което показва обещанието на тази технология. Тази работа показва потенциала на нов клас високоефективни слънчеви клетки, които могат да използват високопроизводителна, но евтина технология, за да запълнят пропастта с бариерата 30mwcm-2PGD.

Оттук нататък по-нататъшното подобряване на производителността на оборудването и разширяването на технологичния мащаб са следващите логични стъпки за доближаване на тази технология до пазара на фотоволтаици.

Професор Кристоф Балиф, директор на фотоволтаичната лаборатория на Федералния технологичен институт в Лозана, Швейцария, не участва в това изследване. Той каза. „Този ​​документ предоставя първите ясни експериментални доказателства за двустранно тандемно устройство. Количественият анализ на производителността, докладван от изследователите, е много важен за установяване на стабилното оборудване, необходимо за навлизането на тази технология на масовия пазар.