Sama sa nahibal-an natong tanan, ang solar energy mao ang nag-unang tinubdan sa enerhiya sa kahayag. Ang mga panel sa silikon makahimo sa kahayag ngadto sa elektrisidad, ug ang tradisyonal nga tandem solar lithium nga mga baterya makahimo niini nga mas epektibo pinaagi sa pagsuhop sa dugang nga mga wavelength sa kahayag.

Dili lang kana, ang mga tigdukiduki nakaamgo nga gamit ang usa ka dual-series configuration, kini usa ka bag-ong sistema nga naggamit sa tradisyonal nga silicon-based ug laing layer sa peroxide nga gihimo sa usa ka “serye” nga kombinasyon sa mga bag-ong sistema, nga makakolekta og dugang nga enerhiya ug pagdakop Daghang nausik, gipabanaag ug nagkatibulaag nga kahayag gikan sa yuta (gitawag nga “albedo”) aron madugangan pag-ayo ang kasamtangan sa serye nga mga solar cell.

Niadtong Enero 11, 2021, ang International Cooperation Organization, lakip ang mga tigdukiduki gikan sa King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ug UT School of Engineering) nagpatik sa usa ka artikulo nga giulohan og “High Efficiency Based on Band Gap Engineering” sa journal Natural Energy. Peroxide/Double Monocrystalline Silicon Solar Cell” (EfficientbifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) artikulo.

Kini nga papel naglatid sa tibuok proseso sa team sa pagdesinyo sa peroxide/silicon device nga molapas sa gidawat karon nga mga limitasyon sa performance sa mga configuration sa serye.

Ang mga sakop sa team nagkompleto niini nga panukiduki. Taliwala kanila, si Dr. Michele DeBastiani nagbutang sa usa ka ideya sa panukiduki ug gihimo ang aparato kauban si alessandro j. Mirabelli.

Ang University of Toronto electronic ug computer engineering postdoctoral fellows YiHou, Bin Chen ug Anand S. Subbiah nagpalambo sa peroxide band gap, samtang si Erkan Aydin ug Furkan H. Isikgor nagpalambo sa tandem top contact ug layout.

Ang konklusyon niini nga pagtuon mao nga ang double-sided monolithic peroxide/silicon tandem solar cell naggamit sa diffuse light albedo sa palibot, ug ang performance mas maayo kay sa single-sided peroxide/silicon tandem solar cell. Ang grupo sa panukiduki unang nagtaho sa mga resulta sa pagsulay sa gawas. Ubos sa usa ka AM 1.5g nga kahayag sa adlaw, ang sertipikado nga pagkakabig sa gahum nga kahusayan sa doble nga panig nga serye milapas sa 25%, ug ang densidad sa paghimo sa kuryente ingon kataas sa 26 mwcm-2.

Sa samang higayon, gitun-an sa mga tigdukiduki ang peroxide band gap nga gikinahanglan alang sa kamalaumon nga kasamtangan nga pagpares ubos sa nagkalain-laing tinuod nga kahayag ug albedo nga mga kondisyon, itandi ang mga kinaiya niini nga mga double-sided nga mga haligi nga naladlad sa lain-laing mga albedo, ug naghatag og pagtandi tali sa duha ka resulta sa kalkulasyon sa enerhiya. produksyon sa usa ka dapit nga adunay lain-laing mga kahimtang sa kinaiyahan.

Sa katapusan, gitandi sa team ang mga lokasyon sa pagsulay sa gawas nga adunay single-sided ug double-sided peroxidase/silicon strings aron ipakita ang dugang nga bili sa tandem duality sa mga lokasyon nga adunay aktuwal nga may kalabutan nga albedo.

Ang nag-unang lawas sa bag-ong tandem solar cell gilangkuban sa usa ka layer sa silicon ug usa ka layer sa peroxide. Sa parehas nga oras, gihiusa sila sa daghang uban pang mga compound. Si Propesor Stefan DeWolf miingon. “Ang nag-unang hagit mao ang pagkakomplikado sa tandem device. Adunay 14 ka materyal nga nalangkit, ug ang matag materyal kinahanglang hingpit nga ma-optimize aron makonsiderar ang impluwensya sa albedo.

miingon si Dr. Michele DeBastiani, ang co-lead author sa pagtuon. “Pinaagi sa paggamit sa albedo, makahimo na kami karon nga labi ka taas nga mga sulog kaysa sa tradisyonal nga mga bipolar membrane nga wala’y pagtaas sa gasto sa paghimo.” Ang mga tagsulat sa pagtuon naglakip kang Propesor Ted Sargent ug postdoctoral researcher nga si YiHou sa Department of Electrical and Computer Engineering sa University of Toronto.

nagpahigayon og panukiduki bahin sa potensyal sa pagkuha sa dili direkta nga kahayag sa adlaw sa nangagi, apan wala nagpahigayon og mga eksperimento nga pagsulay. Dugang pa sa University of Engineering and Technology, ang mga tigdukiduki sa King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) nakigtambayayong usab sa mga kolaborator gikan sa Karlsruhe Institute of Technology ug sa Unibersidad sa Bologna aron masulbad ang siyensya nga gikinahanglan aron maapil ang dili direkta nga kahayag sa adlaw sa mga kapabilidad sa pag-ani sa enerhiya sa ilang mga module Ug mga hagit sa engineering.

Pagkahuman, sa ilawom sa mga kondisyon sa gawas, gisulayan nila ang doble nga panig nga tandem nga mga solar cell ug nakab-ot ang kahusayan nga milabaw sa bisan unsang komersyal nga silicon solar panel.

“Ang single bifacial silicon solar cells paspas nga nagdugang sa ilang bahin sa merkado sa PHOTOVOLTAIC tungod kay makahatag sila usa ka 20% nga pagpauswag sa pasundayag. Ang paggamit niini nga pamaagi sa peroxide/silane mahimong mas epektibo kay sa tradisyonal nga silicon solar cells. Ug makapamenos sa gasto sa hilaw nga materyales.” Gitapos ni Propesor Stefan DeWolf. Gipalambo ni DeWolf ug sa iyang mga kaubanan kini nga teknolohiya sa kolaborasyon sa mga team sa Canada, Germany, ug Italy.

Sa pagtapos sa papel, gipamatud-an sa mga tigdukiduki pinaagi sa mga eksperimento kung giunsa paggamit ang doble nga bahin nga bahin aron mapauswag ang pasundayag sa tibuuk nga istruktura sa peroxide / silicon. Tungod sa paggamit sa usa ka pig-ot nga peroxide nga gintang sa banda, ang mga istruktura sa aparato nga adunay transparent nga mga electrodes sa likod nagsalig sa albedo aron madugangan ang karon nga henerasyon sa ilawom nga selyula ug sa samang higayon madugangan ang karon nga henerasyon sa top peroxide cell.

Kini nga pagpares makab-ot alang sa mga peroxide nga adunay gintang sa banda nga 1.59-1.62 eV. Kon itandi sa single-sided nga peroxide/silicon series, ang bromine content mao ang pinakagamay, mao nga ang kalig-on nga may kalabutan sa halide segregation mikunhod pag-ayo. problema. Gi-evaluate sa team ang performance sa double-sided tandem structure sa field tests, ug gitagna ang energy output sa double-sided ug single-sided tandem structures ubos sa lain-laing klima nga kondisyon.

Sa duha ka mga kaso, ang tandem mas maayo kay sa single-sided nga istruktura, nga nagpakita sa saad niini nga teknolohiya. Kini nga trabaho nagpakita sa potensyal sa usa ka bag-ong klase sa high-efficiency solar cells nga makagamit sa high-performance apan mubu nga gasto nga teknolohiya aron masira ang gintang gamit ang 30mwcm-2PGD barrier.

Gikan dinhi, ang dugang nga pag-uswag sa pasundayag sa kagamitan ug pagpalapad sa sukod sa teknolohiya mao ang sunod nga lohikal nga mga lakang aron mapaduol kini nga teknolohiya sa merkado sa photovoltaic.

Si Propesor Christophe Ballif, direktor sa Photovoltaic Laboratory sa Federal Institute of Technology sa Lausanne, Switzerland, wala moapil niini nga panukiduki. Ingon siya. “Kini nga papel naghatag sa una nga tin-aw nga eksperimento nga ebidensya alang sa usa ka doble nga kilid nga tandem nga aparato. Ang quantitative analysis sa performance nga gitaho sa mga tigdukiduki importante kaayo alang sa pag-establisar sa lig-on nga kagamitan nga gikinahanglan alang niini nga teknolohiya nga makasulod sa mass market.