Баарыбызга белгилүү болгондой, күн энергиясы жарык энергиясынын негизги булагы болуп саналат. Кремний панелдери жарыкты электр энергиясына айландыра алат, ал эми салттуу тандемдик күн литий батареялары жарыктын кошумча толкун узундуктарын сиңирүү менен муну натыйжалуураак кыла алат.

Ал гана эмес, изилдөөчүлөр кош сериялуу конфигурацияны колдонуу менен бул салттуу кремний негизиндеги жана жаңы системалардын “сериялуу” айкалышынан жасалган пероксиддин башка катмарын колдонгон жаңы система экенин түшүнүштү, ал көбүрөөк энергия жана энергияны чогулта алат. Катардагы күн батареяларынын агымын олуттуу көбөйтүү үчүн жерден (“альбедо” деп аталат) ысырап кылынган, чагылдырылган жана чачыранды болгон жарыкты кармап алыңыз.

11-жылдын 2021-январында Эл аралык кызматташтык уюму, анын ичинде Кинг Абдулла Илим жана Технология Университетинин (KAUST) жана UT Инженердик мектебинин изилдөөчүлөрү Natural Energy журналында “Жогорку натыйжалуулукка негизделген Band Gap Engineering” деген макаланы жарыялашты. Peroxide/Double Monocrystalline Silicon Solar Cell” (EfficientbifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) макаласы.

Бул документте команданын пероксид/кремний түзүлүштөрүн учурда кабыл алынган катар конфигурацияларынын өндүрүмдүүлүгүнүн чектеринен ашкан долбоорлоо процесси чагылдырылган.

Команданын мүчөлөрү бул изилдөөнү чогуу аякташты. Алардын ичинен доктор Микеле ДеБастиани изилдөө идеясын ортого салып, аппаратты Алессандро ж менен бирге жасаган. Мирабелли.

Торонто университетинин электрондук жана компьютердик инженерия боюнча докторантура боюнча стипендианттары ЙиХоу, Бин Чен жана Ананд С. Суббиах пероксид тилкесинин боштугун, ал эми Эркан Айдын менен Фуркан Х. Исикгор тандемдин топ контактын жана макеттерин иштеп чыгышты.

Бул изилдөөнүн корутундусу эки тараптуу монолиттүү пероксид/кремний тандемдик күн батареясы чөйрөдө диффузиялык жарык альбедо колдонот жана аткаруу бир тараптуу пероксид/кремний тандемдик күн батареясына караганда жакшыраак. Изилдөө тобу алгач сырттагы тесттин жыйынтыгын билдирди. Бир AM 1.5 г күн нурунун астында, эки тараптуу сериялардын сертификатталган кубаттуулугун өзгөртүү эффективдүүлүгү 25% дан ашты, ал эми электр энергиясын өндүрүү тыгыздыгы 26 mwcm-2 ге жеткен.

Ошол эле учурда, изилдөөчүлөр ар кандай реалдуу жарыктандыруу жана альбедо шарттарында оптималдуу ток дал келүү үчүн талап кылынган пероксид тилкесинин боштугун изилдеп, ар кандай альбедого дуушар болгон бул эки тараптуу мамылардын мүнөздөмөлөрүн салыштырып, энергиянын эки Эсептөө натыйжасын салыштырууну камсыз кылышкан. ар кандай экологиялык шарттарда жерде өндүрүш.

Акыр-аягы, команда бир тараптуу жана эки тараптуу пероксидаза / кремний саптары менен сырткы сыноо жерлерин салыштырып, тандемдик дуализмдин кошумча маанисин чыныгы тиешелүү альбедосу бар жерлерге көрсөттү.

Жаңы тандемдик күн батареясынын негизги корпусу кремний катмарынан жана пероксиддик катмардан турат. Ошол эле учурда алар башка көптөгөн кошулмалар менен айкалышат. Бул тууралуу профессор Стефаан ДеВольф билдирди. «Негизги кыйынчылык – тандемдик түзүлүштүн татаалдыгы. 14 материал тартылган жана ар бир материал альбедо таасирин эске алуу үчүн эң сонун оптималдаштырылышы керек.

– деди изилдөөнүн автору, доктор Микеле ДеБастиани. “Альбедону колдонуу менен биз өндүрүштүк чыгымдарды көбөйтпөстөн, салттуу биполярдык мембраналарга караганда алда канча жогору токторду жарата алабыз.” Изилдөөнүн авторлору арасында профессор Тед Сарджент жана Торонто университетинин электр жана компьютердик инженерия бөлүмүндө докторлуктан кийинки изилдөөчү ЙиХоу бар.

мурда кыйыр күн нурун басып алуу мүмкүнчүлүгү боюнча изилдөөлөрдү жүргүзгөн, бирок эксперименталдык сыноолорду жүргүзгөн эмес. Инженердик жана технология университетинен тышкары, Кинг Абдулла Илим жана Технология Университетинин (KAUST) изилдөөчүлөрү да Карлсруэ Технология Институтунун жана Болонья Университетинин кызматкерлери менен бирге кыйыр күн нурун энергия чогултуу мүмкүнчүлүктөрүнө киргизүү үчүн зарыл болгон илимди чечүү үчүн кызматташкан. алардын модулдары жана инженердик кыйынчылыктар.

Андан кийин, сырткы шарттарда, алар эки тараптуу тандемдик күн батареяларын сынап көрүштү жана бардык коммерциялык кремний күн панелдеринен ашкан эффективдүүлүккө жетишти.

«Бир эки беттик кремний күн батареялары PHOTOVOLTAIC рыногундагы үлүшүн тездик менен көбөйтүп жатат, анткени алар 20% салыштырмалуу иштешин жакшыртат. Бул ыкманы пероксид/силанда колдонуу салттуу кремний күн батареяларына караганда натыйжалуураак болот. Жана чийки заттын өздүк наркын төмөндөтө алат». Профессор Стефаан ДеВольф жыйынтыктады. DeWolf жана анын кесиптештери бул технологияны Канада, Германия жана Италиядагы командалар менен биргеликте иштеп чыгышкан.

Документтин корутундусунда изилдөөчүлөр эксперименттер аркылуу эки тараптуу функцияны кантип толугу менен пероксид/кремний структурасынын иштешин жакшыртууга болорун далилдешти. Тар пероксид диапазонун колдонуудан улам тунук арткы электроддор менен түзүлүш структуралары ылдыйкы клетканын учурдагы муунун көбөйтүү жана ошол эле учурда жогорку пероксид клеткасынын учурдагы муунун көбөйтүү үчүн альбедого таянат.

Бул дал келүү 1.59-1.62 эВ тилкелик боштук менен пероксиддер үчүн жетишилет. Бир жактуу пероксид/кремний сериясы менен салыштырганда, бромдун курамы эң кичине, андыктан галогендик сегрегацияга байланыштуу туруктуулук абдан азаят. көйгөй. Команда талаа сыноолорунда эки тараптуу тандемдик структуранын иштешине баа берип, ар кандай климаттык шарттарда эки тараптуу жана бир тараптуу тандемдик структуралардын энергия чыгаруусун болжолдоп берди.

Эки учурда тең тандем бир жактуу түзүлүшкө караганда жакшыраак, бул технологиянын убадасын көрсөтөт. Бул иш 30mwcm-2PGD тосмо менен ажырымды жабуу үчүн жогорку натыйжалуу, бирок арзан технологияны колдоно ала турган жогорку натыйжалуу күн батареяларынын жаңы классынын потенциалын көрсөтөт.

Бул жерден жабдуулардын иштешин андан ары жакшыртуу жана технологиянын масштабын кеңейтүү бул технологияны фотоэлектрдик рынокко жакындатуу үчүн кийинки логикалык кадамдар болуп саналат.

Швейцариянын Лозанна шаарындагы Федералдык технология институтунун фотоэлектрдик лабораториясынын директору, профессор Кристоф Баллиф бул изилдөөгө катышкан эмес. Ал айтты. «Бул кагаз эки тараптуу тандемдик түзүлүш үчүн биринчи так эксперименталдык далилдерди берет. Изилдөөчүлөр тарабынан билдирилген көрсөткүчтөрдүн сандык анализи бул технологиянын массалык рынокко чыгуусу үчүн зарыл болгон туруктуу жабдууларды түзүү үчүн абдан маанилүү.