Siç e dimë të gjithë, energjia diellore është burimi kryesor i energjisë së dritës. Panelet e silikonit mund ta shndërrojnë dritën në energji elektrike, dhe bateritë tradicionale të litiumit diellorë tandem mund ta bëjnë këtë në mënyrë më efektive duke thithur gjatësi vale shtesë të dritës.

Jo vetëm kaq, studiuesit kanë kuptuar se duke përdorur një konfigurim të serive të dyfishta, është një sistem i ri që përdor një shtresë tradicionale me bazë silikoni dhe një shtresë tjetër peroksidi të bërë nga një kombinim “seri” i sistemeve të reja, të cilat mund të mbledhin më shumë energji dhe kapni shumë dritë të humbur, të reflektuar dhe të shpërndarë nga toka (e quajtur “albedo”) për të rritur ndjeshëm rrymën e serisë së qelizave diellore.

Më 11 janar 2021, Organizata Ndërkombëtare e Bashkëpunimit, duke përfshirë studiues nga Universiteti i Shkencës dhe Teknologjisë Mbreti Abdullah (KAUST) dhe Shkolla e Inxhinierisë UT) publikoi një artikull të titulluar “Efiçenca e lartë bazuar në Inxhinierinë Band Gap” në revistën Natural Energy. Artikulli me peroksid/qeliza diellore të silikonit të dyfishtë monokristalor” (Letër efikase bifaciale monolitike prej letre/qeliza silikontandemsolaresviabandgapineering).

Ky dokument përshkruan të gjithë procesin e ekipit të projektimit të pajisjeve të peroksidit/silikonit për të tejkaluar kufijtë e performancës së pranuar aktualisht të konfigurimeve të serive.

Anëtarët e ekipit e përfunduan këtë hulumtim së bashku. Midis tyre, Dr. Michele DeBastiani hodhi një ide kërkimore dhe e bëri pajisjen së bashku me alessandro j. Mirabelli.

Bashkëpunëtorët postdoktoralë të inxhinierisë elektronike dhe kompjuterike të Universitetit të Torontos, YiHou, Bin Chen dhe Anand S. Subbiah zhvilluan hendekun e brezit të peroksidit, ndërsa Erkan Aydin dhe Furkan H. Isikgor zhvilluan kontaktin dhe paraqitjen e sipërme.

Përfundimi i këtij studimi është se qeliza diellore tandem monolit e dyanshme e peroksidit/silikonit përdor albedon e dritës difuze në mjedis dhe performanca është më e mirë se ajo e qelizës diellore të njëanshme të dyfishtë peroksid/silikon. Ekipi hulumtues raportoi fillimisht rezultatet e testit në natyrë. Nën një rreze dielli të vetme AM 1.5 g, efikasiteti i certifikuar i konvertimit të energjisë së serive të dyanshme tejkaloi 25%, dhe dendësia e prodhimit të energjisë ishte deri në 26 mwcm-2.

Në të njëjtën kohë, studiuesit studiuan hendekun e brezit të peroksidit të kërkuar për përputhjen optimale të rrymës në kushte të ndryshme ndriçimi real dhe albedo, krahasuan karakteristikat e këtyre shtyllave të dyanshme të ekspozuara ndaj albedove të ndryshme dhe ofruan një krahasim midis dy rezultateve të llogaritjes së energjisë. prodhimi në një lokacion me kushte të ndryshme mjedisore.

Së fundi, ekipi krahasoi vendet e testimit në natyrë me vargjet e peroksidazës/silikonit të njëanshëm dhe të dyanshëm për të demonstruar vlerën e shtuar të dualitetit të dyfishtë ndaj vendndodhjeve me albedo aktuale përkatëse.

Trupi kryesor i qelizës së re diellore tandem përbëhet nga një shtresë silikoni dhe një shtresë peroksidi. Në të njëjtën kohë, ato kombinohen me shumë komponime të tjera. Profesor Stefaan DeWolf tha. “Sfida kryesore është kompleksiteti i pajisjes tandem. Përfshihen 14 materiale dhe secili material duhet të jetë i optimizuar në mënyrë perfekte për të marrë parasysh ndikimin e albedos.

tha Dr. Michele DeBastiani, bashkëautori i studimit. “Duke përdorur albedo, ne tani mund të gjenerojmë rryma shumë më të larta se membranat tradicionale bipolare pa ndonjë rritje në kostot e prodhimit.” Autorët e studimit përfshijnë profesorin Ted Sargent dhe studiuesin postdoktoral YiHou në Departamentin e Inxhinierisë Elektrike dhe Kompjuterike në Universitetin e Torontos.

ka kryer kërkime mbi potencialin e kapjes së dritës indirekte të diellit në të kaluarën, por nuk ka kryer teste eksperimentale. Përveç Universitetit të Inxhinierisë dhe Teknologjisë, studiuesit në Universitetin e Shkencës dhe Teknologjisë Mbreti Abdullah (KAUST) gjithashtu bashkëpunuan me bashkëpunëtorë nga Instituti i Teknologjisë i Karlsruhe dhe Universiteti i Bolonjës për të zgjidhur shkencën e nevojshme për të përfshirë rrezet e diellit indirekte në aftësitë e grumbullimit të energjisë e moduleve të tyre Dhe sfidat inxhinierike.

Më pas, në kushte të jashtme, ata testuan qelizat diellore tandem të dyanshme dhe arritën efikasitet duke tejkaluar çdo panel diellor silikoni komercial.

“Qelizat diellore të silikonit dyfaciale të vetme po rrisin me shpejtësi pjesën e tyre në tregun FOTOVOLTAIC, sepse ato mund të ofrojnë një përmirësim relativ të performancës 20%. Përdorimi i kësaj metode në peroksid/silan mund të jetë më efektiv se qelizat diellore tradicionale të silikonit. Dhe mund të zvogëlojë koston e lëndëve të para.” Përfundoi profesor Stefaan DeWolf. DeWolf dhe kolegët e tij e zhvilluan këtë teknologji në bashkëpunim me ekipe në Kanada, Gjermani dhe Itali.

Në përfundim të punimit, studiuesit vërtetuan përmes eksperimenteve se si të përdorin veçorinë e dyanshme për të përmirësuar performancën e të gjithë strukturës së peroksidit/silikonit. Për shkak të përdorimit të një hendeku të ngushtë brezi peroksidi, strukturat e pajisjes me elektroda të pasme transparente mbështeten në albedo për të rritur gjenerimin aktual të qelizës së poshtme dhe në të njëjtën kohë për të rritur gjenerimin aktual të qelizës së sipërme të peroksidit.

Kjo përputhje arrihet për peroksidet me një hendek brezi 1.59-1.62 eV. Krahasuar me serinë e njëanshme të peroksidit/silikonit, përmbajtja e bromit është më e vogla, kështu që stabiliteti në lidhje me ndarjen e halogjenit zvogëlohet shumë. problem. Ekipi vlerësoi performancën e strukturës tandem të dyanshme në testet në terren dhe parashikoi prodhimin e energjisë së strukturave tandem të dyanshme dhe të njëanshme në kushte të ndryshme klimatike.

Në të dyja rastet, tandemi është më i mirë se struktura e njëanshme, gjë që tregon premtimin e kësaj teknologjie. Kjo punë tregon potencialin e një klase të re të qelizave diellore me efikasitet të lartë që mund të përdorin teknologji me performancë të lartë por me kosto të ulët për të mbyllur hendekun me pengesën 30mwcm-2PGD.

Nga këtu, përmirësimi i mëtejshëm i performancës së pajisjeve dhe zgjerimi i shkallës së teknologjisë janë hapat e radhës logjikë për ta afruar këtë teknologji me tregun fotovoltaik.

Profesor Christophe Ballif, drejtor i Laboratorit Fotovoltaik të Institutit Federal të Teknologjisë në Lozanë të Zvicrës, nuk mori pjesë në këtë hulumtim. tha ai. “Ky dokument ofron dëshminë e parë të qartë eksperimentale për një pajisje tandem të dyanshme. Analiza sasiore e performancës e raportuar nga studiuesit është shumë e rëndësishme për vendosjen e pajisjeve të qëndrueshme që kërkohen që kjo teknologji të hyjë në tregun masiv.”