Kā mēs visi zinām, saules enerģija ir galvenais gaismas enerģijas avots. Silīcija paneļi var pārvērst gaismu elektrībā, un tradicionālās tandēma saules litija baterijas var to paveikt efektīvāk, absorbējot papildu gaismas viļņu garumus.

Turklāt pētnieki ir sapratuši, ka, izmantojot divu sēriju konfigurāciju, tā ir jauna sistēma, kas izmanto tradicionālo silīcija bāzes un citu peroksīda slāni, kas izgatavots no jaunu sistēmu “sērijas” kombinācijas, kas var savākt vairāk enerģijas un uztvert daudz izšķērdētas, atstarotās un izkliedētas gaismas no zemes (saukta par “albedo”), lai ievērojami palielinātu sērijveida saules bateriju strāvu.

11. gada 2021. janvārī Starptautiskā sadarbības organizācija, tostarp pētnieki no Karaļa Abdullas Zinātnes un tehnoloģijas universitātes (KAUST) un UT Inženieru skolas) žurnālā Natural Energy publicēja rakstu ar nosaukumu “Augsta efektivitāte, pamatojoties uz joslu atstarpes inženieriju”. Peroksīds/Double Monocrystalline Silicon Solar Cell” (EfficientbifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) raksts.

Šajā rakstā ir izklāstīts viss komandas peroksīda/silīcija ierīču projektēšanas process, lai pārsniegtu pašlaik pieņemtos sērijveida konfigurāciju veiktspējas ierobežojumus.

Komandas dalībnieki šo pētījumu pabeidza kopā. Tostarp Dr. Michele DeBastiani izvirzīja pētniecības ideju un izgatavoja ierīci kopā ar Alesandro j. Mirabelli.

Toronto Universitātes elektroniskās un datortehnikas pēcdoktorantūras stipendiāti YiHou, Bin Chen un Anand S. Subbiah izstrādāja peroksīda joslas spraugu, savukārt Erkans Aidins un Furkans H. Isikgors izstrādāja tandēma augšējo kontaktu un izkārtojumu.

Šī pētījuma secinājums ir tāds, ka divpusējā monolītā peroksīda / silīcija tandēma saules baterija izmanto izkliedēto gaismas albedo vidē, un veiktspēja ir labāka nekā vienpusējai peroksīda / silīcija tandēma saules baterijai. Pētnieku grupa vispirms ziņoja par āra testa rezultātiem. Vienā AM 1.5 g saules gaismā divpusējo sēriju sertificētā jaudas pārveidošanas efektivitāte pārsniedza 25%, un elektroenerģijas ražošanas blīvums sasniedza 26 mwcm-2.

Tajā pašā laikā pētnieki pētīja peroksīda joslas spraugu, kas nepieciešama optimālai strāvas saskaņošanai dažādos reālā apgaismojuma un albedo apstākļos, salīdzināja šo divpusējo stabu raksturlielumus, kas pakļauti dažādam albedo, un sniedza salīdzinājumu starp diviem enerģijas aprēķina rezultātiem. ražošana vietā ar dažādiem vides apstākļiem.

Visbeidzot, komanda salīdzināja āra testēšanas vietas ar vienpusējām un abpusējām peroksidāzes/silīcija virknēm, lai parādītu tandēma dualitātes pievienoto vērtību vietām ar faktisko atbilstošu albedo.

Jaunā tandēma saules baterijas galvenais korpuss sastāv no silīcija slāņa un peroksīda slāņa. Tajā pašā laikā tie ir apvienoti ar daudziem citiem savienojumiem. Profesors Stefāns DeVolfs teica. “Galvenais izaicinājums ir tandēma ierīces sarežģītība. Ir iesaistīti 14 materiāli, un katram materiālam jābūt perfekti optimizētam, lai ņemtu vērā albedo ietekmi.

sacīja pētījuma līdzautore Dr Michele DeBastiani. “Izmantojot albedo, mēs tagad varam radīt daudz lielākas strāvas nekā tradicionālās bipolārās membrānas, nepalielinot ražošanas izmaksas.” Pētījuma autori ir profesors Teds Sargents un pēcdoktorantūras pētnieks YiHou Toronto Universitātes Elektrotehnikas un datortehnikas katedrā.

ir veicis pētījumus par netiešās saules gaismas uztveršanas iespējām pagātnē, taču nav veicis eksperimentālus testus. Papildus Inženierzinātņu un tehnoloģiju universitātei Karaļa Abdulla Zinātnes un tehnoloģijas universitātes (KAUST) pētnieki sadarbojās arī ar līdzstrādniekiem no Karlsrūes Tehnoloģiju institūta un Boloņas Universitātes, lai atrisinātu zinātni, kas nepieciešama, lai enerģijas savākšanas iespējās iekļautu netiešo saules gaismu. moduļi un inženiertehniskie izaicinājumi.

Pēc tam āra apstākļos viņi pārbaudīja divpusējās tandēma saules baterijas un panāca efektivitāti, kas pārspēja visus komerciālos silīcija saules paneļus.

“Vienas bifaciālās silīcija saules baterijas strauji palielina savu daļu PHOTOVOLTAIC tirgū, jo tās var nodrošināt 20% relatīvās veiktspējas uzlabojumu. Šīs metodes izmantošana peroksīdā/silānā var būt efektīvāka nekā tradicionālās silīcija saules baterijas. Un var samazināt izejvielu izmaksas. Profesors Stefāns DeVolfs secināja. DeWolf un viņa kolēģi izstrādāja šo tehnoloģiju sadarbībā ar komandām Kanādā, Vācijā un Itālijā.

Darba noslēgumā pētnieki eksperimentos pierādīja, kā izmantot divpusējo funkciju, lai uzlabotu visas peroksīda/silīcija struktūras veiktspēju. Tā kā tiek izmantota šaura peroksīda joslas sprauga, ierīču struktūras ar caurspīdīgiem aizmugures elektrodiem paļaujas uz albedo, lai palielinātu apakšējās šūnas pašreizējo ģenerāciju un vienlaikus palielinātu augšējās peroksīda šūnas pašreizējo paaudzi.

Šī atbilstība tiek panākta peroksīdiem ar joslas atstarpi 1.59–1.62 eV. Salīdzinot ar vienpusēju peroksīda/silīcija sēriju, broma saturs ir vismazākais, tāpēc stabilitāte, kas saistīta ar halogenīdu segregāciju, ir ievērojami samazināta. problēma. Komanda novērtēja divpusējās tandēma struktūras veiktspēju lauka testos un prognozēja divpusējo un vienpusējo tandēma konstrukciju enerģijas izvadi dažādos klimatiskajos apstākļos.

Abos gadījumos tandēms ir labāks par vienpusējo konstrukciju, kas parāda šīs tehnoloģijas solījumu. Šis darbs parāda jaunas augstas efektivitātes saules bateriju klases potenciālu, kas var izmantot augstas veiktspējas, bet zemu izmaksu tehnoloģiju, lai novērstu plaisu ar 30mwcm-2PGD barjeru.

No šejienes turpmāka aprīkojuma veiktspējas uzlabošana un tehnoloģiju mēroga paplašināšana ir nākamie loģiski soļi, lai tuvinātu šo tehnoloģiju fotoelementu tirgum.

Profesors Kristofs Ballifs, Lozannas, Šveices Federālā Tehnoloģiju institūta Fotoelementu laboratorijas direktors, šajā pētījumā nepiedalījās. Viņš teica. “Šis dokuments sniedz pirmos skaidrus eksperimentālos pierādījumus par divpusēju tandēma ierīci. Pētnieku ziņotā veiktspējas kvantitatīvā analīze ir ļoti svarīga, lai izveidotu stabilu aprīkojumu, kas nepieciešams šīs tehnoloģijas ienākšanai masu tirgū.