Kaip visi žinome, saulės energija yra pagrindinis šviesos energijos šaltinis. Silicio plokštės gali paversti šviesą elektra, o tradicinės tandeminės saulės ličio baterijos gali tai padaryti efektyviau, sugerdamos papildomų šviesos bangų ilgių.

Negana to, mokslininkai suprato, kad naudojant dviejų serijų konfigūraciją, tai yra nauja sistema, kuri naudoja tradicinį silicio pagrindą ir kitą peroksido sluoksnį, pagamintą iš „serijinio“ naujų sistemų derinio, kuris gali surinkti daugiau energijos ir užfiksuoti daug švaistomos, atspindėtos ir išsklaidytos šviesos iš žemės (vadinamos „albedo“), kad žymiai padidintų serijinių saulės elementų srovę.

11 m. sausio 2021 d. Tarptautinė bendradarbiavimo organizacija, įskaitant Karaliaus Abdullah mokslo ir technologijų universiteto (KAUST) ir UT inžinerijos mokyklos mokslininkus, žurnale Natural Energy paskelbė straipsnį pavadinimu „Aukštas efektyvumas, pagrįstas juostos tarpo inžinerija“. Peroksidas / dvigubas monokristalinis silicio saulės elementas“ (EfficientbifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) straipsnis.

Šiame dokumente aprašomas visas komandos peroksido / silicio įrenginių projektavimo procesas, siekiant viršyti šiuo metu priimtas serijinių konfigūracijų veikimo ribas.

Komandos nariai šį tyrimą atliko kartu. Tarp jų daktarė Michele DeBastiani iškėlė tyrimo idėją ir pagamino įrenginį kartu su Alessandro j. Mirabelli.

Toronto universiteto elektronikos ir kompiuterių inžinerijos mokslo darbuotojai YiHou, Bin Chen ir Anand S. Subbiah sukūrė peroksido juostos tarpą, o Erkanas Aydinas ir Furkanas H. Isikgoras sukūrė tandemo viršutinį kontaktą ir išdėstymą.

Šio tyrimo išvada yra tokia, kad dvipusis monolitinis peroksido / silicio tandeminis saulės elementas naudoja išsklaidytą šviesos albedo aplinkoje, o našumas yra geresnis nei vienpusio peroksido / silicio tandemo saulės elemento. Tyrimo grupė pirmą kartą pranešė apie lauko bandymo rezultatus. Esant vienai AM 1.5 g saulės šviesai, dvipusių serijų sertifikuotas galios konversijos efektyvumas viršijo 25%, o energijos gamybos tankis siekė net 26 mwcm-2.

Tuo pačiu metu mokslininkai ištyrė peroksido juostos tarpą, reikalingą optimaliam srovės suderinimui įvairiomis tikrojo apšvietimo ir albedo sąlygomis, palygino šių dvipusių stulpų, veikiamų skirtingo albedo, charakteristikas ir palygino du energijos skaičiavimo rezultatus. gamyba skirtingose ​​aplinkos sąlygose.

Galiausiai komanda palygino lauko bandymų vietas su vienpusėmis ir dvipusėmis peroksidazės / silicio stygomis, kad parodytų tandeminio dvilypumo pridėtinę vertę vietoms, kuriose yra faktinis atitinkamas albedo.

Pagrindinis naujojo tandeminio saulės elemento korpusas sudarytas iš silicio ir peroksido sluoksnių. Tuo pačiu metu jie derinami su daugeliu kitų junginių. Profesorius Stefaanas DeWolfas sakė. „Pagrindinis iššūkis yra tandemo įrenginio sudėtingumas. Yra 14 medžiagų, ir kiekviena medžiaga turi būti puikiai optimizuota, kad būtų atsižvelgta į albedo įtaką.

sakė viena iš tyrimo autorių daktarė Michele DeBastiani. “Naudodami albedo, dabar galime generuoti daug didesnę srovę nei tradicinės bipolinės membranos, nepadidindami gamybos sąnaudų.” Tyrimo autoriai yra profesorius Tedas Sargentas ir doktorantas YiHou iš Toronto universiteto Elektros ir kompiuterių inžinerijos katedros.

praeityje atliko netiesioginių saulės spindulių fiksavimo galimybių tyrimus, tačiau eksperimentinių bandymų neatliko. Be Inžinerijos ir technologijos universiteto, Karaliaus Abdulos mokslo ir technologijos universiteto (KAUST) mokslininkai taip pat bendradarbiavo su bendradarbiais iš Karlsrūhės technologijos instituto ir Bolonijos universiteto, kad išspręstų mokslą, reikalingą netiesioginei saulės šviesai įtraukti į energijos surinkimo galimybes. jų modulių ir inžinerinių iššūkių.

Then, under outdoor conditions, they tested double-sided tandem solar cells and achieved efficiency surpassing any commercial silicon solar panels.

„Vieni dvipusiai silicio saulės elementai sparčiai didina savo dalį PHOTOVOLTAIC rinkoje, nes jie gali pagerinti 20 % santykinį našumą. Šio metodo naudojimas perokside / silane gali būti efektyvesnis nei tradiciniai silicio saulės elementai. Ir gali sumažinti žaliavų kainą. Profesorius Stefaanas DeWolfas padarė išvadą. DeWolfas ir jo kolegos sukūrė šią technologiją bendradarbiaudami su komandomis Kanadoje, Vokietijoje ir Italijoje.

Darbo išvadoje mokslininkai eksperimentais įrodė, kaip panaudoti dvipusę funkciją, kad pagerintų visos peroksido/silicio struktūros veikimą. Dėl siauros peroksido juostos tarpo prietaisų struktūros su skaidriais užpakaliniais elektrodais priklauso nuo albedo, kad padidintų apatinio elemento srovės generavimą ir tuo pačiu padidintų viršutinės peroksido ląstelės srovės generaciją.

This matching is achieved for peroxides with a band gap of 1.59-1.62 eV. Compared with the single-sided peroxide/silicon series, the bromine content is the smallest, so the stability related to halide segregation is greatly reduced. problem. The team evaluated the performance of the double-sided tandem structure in field tests, and predicted the energy output of the double-sided and single-sided tandem structures under different climatic conditions.

Abiem atvejais tandemas yra geresnis nei vienpusė konstrukcija, o tai rodo šios technologijos žadą. Šis darbas parodo naujos klasės didelio efektyvumo saulės elementų, kurie gali naudoti didelio našumo, bet nebrangias technologijas, potencialą, kad užpildytų atotrūkį su 30 mwcm-2PGD barjeru.

Tolesnis įrangos našumo gerinimas ir technologijų masto išplėtimas yra kiti logiški žingsniai, siekiant priartinti šią technologiją prie fotovoltinės rinkos.

Profesorius Christophe’as Ballifas, Lozanos (Šveicarija) Federalinio technologijos instituto fotovoltinės laboratorijos direktorius, šiame tyrime nedalyvavo. Jis pasakė. „Šiame dokumente pateikiami pirmieji aiškūs eksperimentiniai dvipusio tandemo įrenginio įrodymai. Tyrėjų pateikta kiekybinė veiklos analizė yra labai svarbi norint sukurti stabilią įrangą, reikalingą šiai technologijai patekti į masinę rinką.