우리 모두 알고 있듯이 태양 에너지는 빛 에너지의 주요 원천입니다. 실리콘 패널은 빛을 전기로 변환할 수 있으며 기존의 탠덤 태양광 리튬 배터리는 추가 파장의 빛을 흡수하여 이를 보다 효과적으로 수행할 수 있습니다.

뿐만 아니라 연구원들은 듀얼 시리즈 구성을 사용하여 기존의 실리콘 기반과 새로운 시스템의 “시리즈” 조합으로 만들어진 또 다른 과산화물 층을 사용하는 새로운 시스템이라는 것을 깨달았습니다. 캡처 직렬 태양 전지의 전류를 크게 증가시키기 위해 지상에서 낭비되고 반사되고 산란된 많은 빛(“알베도”).

11년 2021월 XNUMX일 King Abdullah University of Science and Technology(KAUST) 및 UT 공과대학의 연구원을 포함한 국제협력기구(International Cooperation Organization)는 Natural Energy 저널에 “밴드갭 엔지니어링 기반 고효율”이라는 제목의 기사를 게재했습니다. 과산화물/이중 단결정 실리콘 태양 전지”(Efficient bifacialmonolithic perovskitePaper/Silicontandemsolarcells via bandgapineering) 기사.

이 백서는 현재 허용되는 시리즈 구성의 성능 제한을 초과하도록 과산화물/실리콘 장치를 설계하는 팀의 전체 프로세스를 간략하게 설명합니다.

팀원들이 함께 이 연구를 완료했습니다. 그 중 Michele DeBastiani 박사가 연구 아이디어를 내놓았고, alessandro j.와 함께 장치를 만들었습니다. 미라벨리.

University of Toronto 전자 및 컴퓨터 공학 박사후 연구원인 YiHou, Bin Chen 및 Anand S. Subbiah는 과산화물 밴드 갭을 개발했으며 Erkan Aydin과 Furkan H. Isikgor는 탠덤 상단 접촉 및 레이아웃을 개발했습니다.

본 연구의 결론은 양면 모놀리식 과산화물/실리콘 탠덤 태양전지가 환경에서 확산광 알베도를 이용하며, 단면 과산화물/실리콘 탠덤 태양전지보다 성능이 우수하다는 것이다. 연구팀은 먼저 실외 실험 결과를 보고했다. 단일 AM 1.5g 태양광 아래에서 양면 시리즈의 인증된 전력 변환 효율은 25%를 초과했으며 발전 밀도는 26mwcm-2로 높았습니다.

동시에 연구진은 다양한 실제 조명 및 알베도 조건에서 최적의 전류 정합에 필요한 과산화물 밴드 갭을 연구하고 서로 다른 알베도에 노출된 이러한 양면 기둥의 특성을 비교하고 두 에너지 계산 결과를 비교했습니다. 다른 환경 조건을 가진 위치에서 생산.

마지막으로 팀은 실외 테스트 위치를 단면 및 양면 퍼옥시다제/실리콘 스트링과 비교하여 실제 관련 알베도가 있는 위치에 탠덤 이중성의 부가 가치를 보여줍니다.

새로운 탠덤 태양전지의 본체는 실리콘층과 과산화물층으로 구성된다. 동시에 그들은 다른 많은 화합물과 결합됩니다. Stefaan DeWolf 교수는 말했습니다. “주요 문제는 직렬 장치의 복잡성입니다. 14가지 재료가 관련되어 있으며 각 재료는 알베도의 영향을 고려하여 완벽하게 최적화되어야 합니다.”

연구의 공동 저자인 Dr. Michele DeBastiani는 말했습니다. “알베도를 사용함으로써 우리는 이제 제조 비용의 증가 없이 기존의 양극성 멤브레인보다 훨씬 더 높은 전류를 생성할 수 있습니다.” 이 연구의 저자는 토론토 대학교 전기 및 컴퓨터 공학과의 Ted Sargent 교수와 박사후 연구원 YiHou입니다.

과거에 간접 햇빛을 포착할 수 있는 가능성에 대한 연구를 수행했지만 실험적 테스트는 수행하지 않았습니다. University of Engineering and Technology 외에도 King Abdullah University of Science and Technology(KAUST)의 연구원들은 Karlsruhe Institute of Technology 및 University of Bologna의 협력자들과 협력하여 간접 햇빛을 에너지 수확 기능에 통합하는 데 필요한 과학을 해결했습니다. 모듈 및 엔지니어링 과제.

그런 다음 실외 조건에서 양면 탠덤 태양 전지를 테스트하여 상업용 실리콘 태양 전지 패널을 능가하는 효율성을 달성했습니다.

“단일 양면 실리콘 태양 전지는 20%의 상대적 성능 향상을 제공할 수 있기 때문에 광전지 시장에서 그들의 점유율을 빠르게 증가시키고 있습니다. 과산화물/실란에서 이 방법을 사용하면 기존의 실리콘 태양 전지보다 더 효과적일 수 있습니다. 그리고 원자재 비용을 줄일 수 있습니다.” Stefaan DeWolf 교수는 결론을 내렸습니다. DeWolf와 그의 동료들은 캐나다, 독일 및 이탈리아의 팀과 협력하여 이 기술을 개발했습니다.

논문의 결론에서 연구원들은 전체 과산화물/실리콘 구조의 성능을 향상시키기 위해 양면 기능을 사용하는 방법을 실험을 통해 증명했습니다. 좁은 과산화물 밴드 갭의 사용으로 인해 투명한 후면 전극이 있는 장치 구조는 알베도에 의존하여 하부 셀의 전류 생성을 증가시키는 동시에 상부 과산화물 셀의 전류 생성을 증가시킵니다.

이 매칭은 밴드 갭이 1.59-1.62 eV인 과산화물에 대해 달성됩니다. 단면 퍼옥사이드/실리콘 계열에 비해 브롬 함량이 가장 적어 할로겐화물 편석과 관련된 안정성이 크게 떨어집니다. 문제. 팀은 현장 테스트에서 양면 탠덤 구조의 성능을 평가하고 다양한 기후 조건에서 양면 및 단면 탠덤 구조의 에너지 출력을 예측했습니다.

두 경우 모두 탠덤이 단면 구조보다 우수하여 이 기술의 가능성을 보여줍니다. 이 연구는 30mwcm-2PGD 장벽과의 격차를 줄이기 위해 고성능이지만 저비용 기술을 사용할 수 있는 새로운 종류의 고효율 태양 전지의 잠재력을 보여줍니다.

여기에서 장비 성능의 추가 개선과 기술 규모의 확장은 이 기술을 태양광 시장에 더 가깝게 만들기 위한 논리적인 다음 단계입니다.

스위스 로잔 연방공과대학 태양광연구소 소장인 크리스토프 발리프 교수는 이번 연구에 참여하지 않았다. 그는 말했다. “이 논문은 양면 탠덤 장치에 대한 최초의 명확한 실험적 증거를 제공합니다. 연구원들이 보고한 성능의 정량적 분석은 이 기술이 대중 시장에 진입하기 위해 필요한 안정적인 장비를 구축하는 데 매우 중요합니다.”