Wéi mir all wëssen, ass d’Solarenergie d’Haaptquell vun der Liichtenergie. Silicon Paneele kënne Liicht an Elektrizitéit konvertéieren, an traditionell Tandem Solar Lithium Batterien kënnen dëst méi effektiv maachen andeems se zousätzlech Wellelängten vum Liicht absorbéieren.

Net nëmmen dat, d’Fuerscher hunn gemierkt datt d’Benotzung vun enger Dual-Serie Konfiguratioun en neie System ass, deen eng traditionell Silizium-baséiert an eng aner Schicht vu Peroxid benotzt aus enger “Serie” Kombinatioun vun neie Systemer, déi méi Energie sammelen an erfaassen Vill verschwonnen, reflektéiert a verspreet Liicht vum Buedem (genannt “Albedo”) fir de Stroum vun der Serie Solarzellen däitlech ze erhéijen.

Den 11. Januar 2021 huet d’International Kooperatiounsorganisatioun, dorënner Fuerscher vun der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) an der UT School of Engineering) en Artikel publizéiert mam Titel “High Efficiency Based on Band Gap Engineering” an der Zäitschrëft Natural Energy. Peroxid/Double Monocrystalline Silicon Solar Cell” (Effizient bifacialmonolithesch perovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) Artikel.

Dëse Pabeier skizzéiert de ganze Prozess vum Team fir Peroxid-/Silicium-Geräter ze designen fir déi aktuell akzeptéiert Leeschtungsgrenze vu Seriekonfiguratiounen ze iwwerschreiden.

Teammemberen hunn dës Fuerschung zesummen ofgeschloss. Dorënner huet den Dr Michele DeBastiani eng Fuerschungsidee virgestallt an den Apparat zesumme mam alessandro j. Mirabelli.

Universitéit Toronto elektronesch a Computer Engineering Postdoctoral Fellows YiHou, Bin Chen an Anand S. Subbiah entwéckelt der Peroxid Band Spalt, iwwerdeems Erkan Aydin an Furkan H. Isikgor den Tandem Top Kontakt an Layout entwéckelt.

D’Konklusioun vun dëser Etude ass datt d’duebelsäiteg monolithesch Peroxid / Silicium Tandem Solarzelle déi diffus Liicht Albedo an der Ëmwelt benotzt, an d’Performance ass besser wéi déi vun der Single-sided Peroxid / Silicium Tandem Solarzelle. D’Fuerschungsteam huet fir d’éischt d’Resultater vum Outdoor Test gemellt. Ënnert engem eenzegen AM 1.5g Sonneliicht ass d’zertifizéiert Kraaftkonversiounseffizienz vun der duebelsäiteger Serie méi wéi 25% iwwerschratt, an d’Kraaftgeneratiounsdicht war sou héich wéi 26 mwcm-2.

Zur selwechter Zäit hunn d’Fuerscher d’Peroxidbandspalt studéiert, déi néideg ass fir optimal Stroummatchung ënner verschiddene realen Beliichtungs- an Albedobedéngungen, verglach d’Charakteristiken vun dësen zweesäitege Piliere, déi op verschidden Albedo ausgesat sinn, an hunn e Verglach tëscht den zwee Berechnungsresultater vun Energie geliwwert. Produktioun op enger Plaz mat verschiddenen Ëmweltbedéngungen.

Schlussendlech huet d’Team Outdoor-Testplazen mat eenzel- an duebelsäiteg Peroxidase / Silizium Saiten verglach fir de Plus vun Tandem Dualitéit op Plazen mat aktuellen relevanten Albedo ze weisen.

Den Haaptkierper vun der neier Tandem Solarzelle besteet aus enger Siliziumschicht an enger Peroxidschicht. Zur selwechter Zäit gi se mat villen anere Verbindungen kombinéiert. Professer Stefaan DeWolf sot. “D’Haaptfuerderung ass d’Komplexitéit vum Tandem Apparat. Et gi 14 Materialien involvéiert, an all Material muss perfekt optimiséiert ginn fir den Afloss vum Albedo ze berücksichtegen.

sot den Dr Michele DeBastiani, de Co-Lead Autor vun der Studie. “Mat Albedo kënne mir elo vill méi héich Stroum generéieren wéi traditionell bipolare Membranen ouni Erhéijung vun de Fabrikatiounskäschte.” D’Autoren vun der Studie enthalen de Professer Ted Sargent an de Postdoctoral Fuerscher YiHou am Departement Elektresch a Computerentechnik op der University of Toronto.

huet Fuerschung iwwer d’Potenzial gemaach fir indirekt Sonneliicht an der Vergaangenheet opzehuelen, awer huet keng experimentell Tester gemaach. Zousätzlech zu der University of Engineering and Technology, hunn d’Fuerscher vun der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) och mat Kollaborateure vum Karlsruhe Institute of Technology an der University of Bologna zesummegeschafft fir d’Wëssenschaft ze léisen déi néideg ass fir indirekt Sonneliicht an d’Energie Erntekapazitéiten ze integréieren vun hire Moduler An Ingenieur Erausfuerderungen.

Dann, ënner Outdoorbedéngungen, hunn se duebelsäiteg Tandem Solarzellen getest an hunn Effizienz erreecht, déi all kommerziell Silizium Solarpanneauen iwwerschreiden.

“Single bifacial Silizium Solarzellen erhéijen hir Undeel am PHOTOVOLTAIC Maart séier, well se eng 20% ​​relativ Leeschtungsverbesserung ubidden. Dës Method am Peroxid / Silan ze benotzen kann méi effektiv sinn wéi traditionell Silizium Solarzellen. A kann d’Käschte vun de Matière première reduzéieren. De Professer Stefan DeWolf huet ofgeschloss. DeWolf a seng Kollegen hunn dës Technologie an Zesummenaarbecht mat Teams a Kanada, Däitschland an Italien entwéckelt.

Am Conclusioun vum Pabeier hunn d’Fuerscher duerch Experimenter bewisen wéi d’duebelsäiteg Feature benotzt fir d’Leeschtung vun der ganzer Peroxid / Silizium Struktur ze verbesseren. Wéinst der Benotzung vun enger schmueler Peroxidbandspalt vertrauen Apparatstrukturen mat transparenten Réckelektroden op Albedo fir déi aktuell Generatioun vun der ënneschter Zell ze erhéijen a gläichzäiteg d’aktuell Generatioun vun der Top Peroxidzelle ze erhéijen.

Dëse Match gëtt fir Peroxide mat enger Bandspalt vun 1.59-1.62 eV erreecht. Am Verglach mat der Single-sided Peroxid/Silicium Serie ass de Bromgehalt dee klengste, sou datt d’Stabilitéit am Zesummenhang mat der Halogenid Segregatioun staark reduzéiert gëtt. Problem. D’Team evaluéiert d’Performance vun der duebelsäiteger Tandemstruktur an Feldtester, an huet d’Energieausgab vun den doppelseitegen an eenseiteg Tandemstrukturen ënner verschiddene klimatesche Bedéngungen virausgesot.

A béide Fäll ass den Tandem besser wéi d’eenseiteg Struktur, déi d’Versprieche vun dëser Technologie weist. Dës Aarbecht weist d’Potenzial vun enger neier Klass vun héicheffizienten Solarzellen, déi héich performant awer bëlleg Technologie benotze kënnen fir d’Lück mat der 30mwcm-2PGD Barrière ze schloen.

Vun hei aus, weider Verbesserung vun der Ausrüstungsleistung an Expansioun vun der Technologie Skala sinn déi nächst logesch Schrëtt fir dës Technologie méi no un de Photovoltaikmaart ze bréngen.

Professer Christophe Ballif, Direkter vum Photovoltaic Laboratory vum Bundesinstitut fir Technologie zu Lausanne, Schwäiz, huet net un dëser Fuerschung deelgeholl. Hie sot. “Dëse Pabeier liwwert déi éischt kloer experimentell Beweiser fir en zweesäitegen Tandem Apparat. Déi quantitativ Analyse vun der Leeschtung, déi vun de Fuerscher gemellt gëtt, ass ganz wichteg fir déi stabil Ausrüstung ze grënnen, déi fir dës Technologie erfuerderlech ass fir de Massemaart z’erreechen.