Seperti yang kita sedia maklum, tenaga suria merupakan sumber utama tenaga cahaya. Panel silikon boleh menukar cahaya kepada elektrik, dan bateri litium solar tandem tradisional boleh melakukan ini dengan lebih berkesan dengan menyerap panjang gelombang cahaya tambahan.

Bukan itu sahaja, para penyelidik telah menyedari bahawa menggunakan konfigurasi dwi-siri, ia adalah sistem baharu yang menggunakan berasaskan silikon tradisional dan satu lagi lapisan peroksida yang diperbuat daripada gabungan “siri” sistem baharu, yang boleh mengumpul lebih banyak tenaga dan menangkap Banyak cahaya terbuang, dipantulkan dan bertaburan dari tanah (dipanggil “albedo”) untuk meningkatkan arus sel suria siri dengan ketara.

Pada 11 Januari 2021, Pertubuhan Kerjasama Antarabangsa, termasuk penyelidik dari Universiti Sains dan Teknologi King Abdullah (KAUST) dan Pusat Pengajian Kejuruteraan UT) menerbitkan artikel bertajuk “Kecekapan Tinggi Berdasarkan Kejuruteraan Jurang Jalur” dalam jurnal Tenaga Asli. Peroxide/Double Monocrystalline Silicon Solar Cell” (EfficientbifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering).

Kertas kerja ini menggariskan keseluruhan proses pasukan mereka bentuk peranti peroksida/silikon untuk melebihi had prestasi konfigurasi siri yang diterima sekarang.

Ahli pasukan menyelesaikan penyelidikan ini bersama-sama. Antaranya, Dr Michele DeBastiani mengemukakan idea penyelidikan dan membuat peranti itu bersama alessandro j. Mirabelli.

Felo pasca doktoral kejuruteraan elektronik dan komputer Universiti Toronto YiHou, Bin Chen dan Anand S. Subbiah membangunkan jurang jalur peroksida, manakala Erkan Aydin dan Furkan H. Isikgor membangunkan hubungan dan susun atur teratas bersamaan.

Kesimpulan kajian ini ialah sel suria monolitik peroksida/silikon tandem dua sisi menggunakan albedo cahaya meresap dalam persekitaran, dan prestasinya lebih baik daripada sel suria tandem peroksida/silikon satu sisi. Pasukan penyelidik mula-mula melaporkan keputusan ujian luar. Di bawah cahaya matahari AM 1.5g tunggal, kecekapan penukaran kuasa yang diperakui bagi siri dua muka melebihi 25%, dan ketumpatan penjanaan kuasa setinggi 26 mwcm-2.

Pada masa yang sama, para penyelidik mengkaji jurang jalur peroksida yang diperlukan untuk pemadanan arus yang optimum di bawah pelbagai pencahayaan sebenar dan keadaan albedo, membandingkan ciri-ciri tiang dua sisi yang terdedah kepada albedo yang berbeza, dan memberikan perbandingan antara kedua-dua keputusan Pengiraan tenaga. pengeluaran di lokasi dengan keadaan persekitaran yang berbeza.

Akhir sekali, pasukan itu membandingkan lokasi ujian luar dengan rentetan peroksidase/silikon satu sisi dan dua muka untuk menunjukkan nilai tambah dualiti seiring dengan lokasi dengan albedo yang berkaitan sebenar.

Badan utama sel suria tandem baharu terdiri daripada lapisan silikon dan lapisan peroksida. Pada masa yang sama, mereka digabungkan dengan banyak sebatian lain. Profesor Stefan DeWolf berkata. “Cabaran utama ialah kerumitan peranti tandem. Terdapat 14 bahan yang terlibat, dan setiap bahan mesti dioptimumkan dengan sempurna untuk mengambil kira pengaruh albedo.”

kata Dr Michele DeBastiani, pengarang utama kajian itu. “Dengan menggunakan albedo, kami kini boleh menjana arus yang lebih tinggi daripada membran bipolar tradisional tanpa sebarang peningkatan dalam kos pembuatan.” Penulis kajian itu termasuk Profesor Ted Sargent dan penyelidik pasca doktoral YiHou di Jabatan Kejuruteraan Elektrik dan Komputer di Universiti Toronto.

telah menjalankan penyelidikan tentang potensi menangkap cahaya matahari tidak langsung pada masa lalu, tetapi tidak menjalankan ujian eksperimen. Selain Universiti Kejuruteraan dan Teknologi, penyelidik di Universiti Sains dan Teknologi King Abdullah (KAUST) turut bekerjasama dengan rakan usaha sama dari Institut Teknologi Karlsruhe dan Universiti Bologna untuk menyelesaikan sains yang diperlukan untuk memasukkan cahaya matahari tidak langsung ke dalam keupayaan penuaian tenaga. modul dan cabaran kejuruteraan mereka.

Kemudian, dalam keadaan luar, mereka menguji sel solar tandem dua belah dan mencapai kecekapan mengatasi mana-mana panel solar silikon komersial.

“Sel suria silikon dwimuka tunggal dengan pantas meningkatkan bahagian mereka dalam pasaran PHOTOVOLTAIC kerana ia boleh memberikan peningkatan prestasi relatif 20%. Menggunakan kaedah ini dalam peroksida/silane boleh menjadi lebih berkesan daripada sel suria silikon tradisional. Dan boleh mengurangkan kos bahan mentah.” Profesor Stefanaan DeWolf membuat kesimpulan. DeWolf dan rakan sekerjanya membangunkan teknologi ini dengan kerjasama pasukan di Kanada, Jerman dan Itali.

Dalam kesimpulan kertas itu, para penyelidik membuktikan melalui eksperimen bagaimana menggunakan ciri dua sisi untuk meningkatkan prestasi keseluruhan struktur peroksida/silikon. Disebabkan penggunaan jurang jalur peroksida yang sempit, struktur peranti dengan elektrod belakang lutsinar bergantung pada albedo untuk meningkatkan penjanaan semasa sel bawah dan pada masa yang sama meningkatkan penjanaan semasa sel peroksida atas.

Padanan ini dicapai untuk peroksida dengan jurang jalur 1.59-1.62 eV. Berbanding dengan siri peroksida/silikon satu sisi, kandungan bromin adalah yang paling kecil, jadi kestabilan yang berkaitan dengan pengasingan halida sangat berkurangan. masalah. Pasukan itu menilai prestasi struktur tandem dua belah dalam ujian lapangan, dan meramalkan output tenaga struktur tandem dua belah dan satu sisi di bawah keadaan iklim yang berbeza.

Dalam kedua-dua kes, tandem lebih baik daripada struktur satu sisi, yang menunjukkan janji teknologi ini. Kerja ini menunjukkan potensi kelas baharu sel suria berkecekapan tinggi yang boleh menggunakan teknologi berprestasi tinggi tetapi kos rendah untuk merapatkan jurang dengan penghalang 30mwcm-2PGD.

Dari sini, peningkatan selanjutnya prestasi peralatan dan pengembangan skala teknologi adalah langkah logik seterusnya untuk membawa teknologi ini lebih dekat kepada pasaran fotovoltaik.

Profesor Christophe Ballif, pengarah Makmal Fotovoltaik Institut Teknologi Persekutuan di Lausanne, Switzerland, tidak mengambil bahagian dalam penyelidikan ini. Dia berkata. “Kertas ini menyediakan bukti eksperimen pertama yang jelas untuk peranti tandem dua sisi. Analisis kuantitatif prestasi yang dilaporkan oleh penyelidik adalah sangat penting untuk mewujudkan peralatan stabil yang diperlukan untuk teknologi ini memasuki pasaran besar-besaran.