Hepimizin bildiği gibi güneş enerjisi, ışık enerjisinin ana kaynağıdır. Silikon paneller ışığı elektriğe dönüştürebilir ve geleneksel tandem solar lityum piller, ışığın ek dalga boylarını emerek bunu daha etkili bir şekilde yapabilir.

Sadece bu değil, araştırmacılar çift seri konfigürasyon kullanarak, geleneksel silikon bazlı ve daha fazla enerji toplayabilen yeni sistemlerin “seri” kombinasyonundan oluşan başka bir peroksit katmanı kullanan yeni bir sistem olduğunu fark ettiler. yakalama Seri güneş pillerinin akımını önemli ölçüde artırmak için yerden çok fazla boşa harcanan, yansıyan ve saçılan ışık (“albedo” olarak adlandırılır).

11 Ocak 2021’de, King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) ve UT School of Engineering’den araştırmacıların da dahil olduğu Uluslararası İşbirliği Örgütü, Natural Energy dergisinde “Bant Boşluğu Mühendisliğine Dayalı Yüksek Verimlilik” başlıklı bir makale yayınladı. Peroksit/Çift Monokristal Silikon Güneş Pili” (EfficientbifacialmonolitikperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) makalesi.

Bu belge, ekibin peroksit/silikon cihazları tasarlama sürecinin tamamını, seri konfigürasyonların şu anda kabul edilen performans sınırlarını aşacak şekilde özetlemektedir.

Ekip üyeleri bu araştırmayı birlikte tamamladı. Bunlar arasında Dr. Michele DeBastiani bir araştırma fikri ortaya atmış ve cihazı alessandro j ile birlikte yapmıştır. Mirabelli.

Toronto Üniversitesi elektronik ve bilgisayar mühendisliği doktora sonrası araştırmacıları YiHou, Bin Chen ve Anand S. Subbiah peroksit bant aralığını geliştirirken, Erkan Aydın ve Furkan H. Işıkgor tandem üst temas ve düzenini geliştirdi.

Bu çalışmanın sonucu, çift taraflı monolitik peroksit/silikon tandem güneş pilinin ortamdaki dağınık ışık albedosunu kullandığı ve performansının tek taraflı peroksit/silikon tandem güneş pilinden daha iyi olduğudur. Araştırma ekibi önce açık hava testinin sonuçlarını bildirdi. Tek bir AM 1.5g güneş ışığı altında, çift taraflı serilerin sertifikalı güç dönüşüm verimliliği %25’i aştı ve güç üretim yoğunluğu 26 mwcm-2 kadar yüksekti.

Aynı zamanda, araştırmacılar, çeşitli gerçek aydınlatma ve albedo koşulları altında optimum akım eşleşmesi için gerekli peroksit bant aralığını incelediler, farklı albedoya maruz kalan bu çift taraflı sütunların özelliklerini karşılaştırdılar ve iki enerji Hesaplama sonucu arasında bir karşılaştırma sağladılar. Farklı çevre koşullarına sahip bir yerde üretim.

Son olarak ekip, tandem dualitenin gerçek ilgili albedoya sahip konumlara katma değerini göstermek için dış mekan test konumlarını tek taraflı ve çift taraflı peroksidaz/silikon dizileriyle karşılaştırdı.

Yeni tandem güneş pilinin ana gövdesi bir silikon tabakası ve bir peroksit tabakasından oluşuyor. Aynı zamanda diğer birçok bileşikle birleştirilirler. Profesör Stefan DeWolf dedi. “Asıl zorluk, tandem aygıtının karmaşıklığıdır. Dahil edilen 14 malzeme var ve her malzeme albedo’nun etkisini hesaba katmak için mükemmel bir şekilde optimize edilmelidir.”

Araştırmanın başyazarı Dr. Michele DeBastiani dedi. “Albedo kullanarak, artık üretim maliyetlerinde herhangi bir artış olmadan geleneksel bipolar membranlardan çok daha yüksek akımlar üretebiliyoruz.” Çalışmanın yazarları arasında Toronto Üniversitesi Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Ted Sargent ve doktora sonrası araştırmacı YiHou yer alıyor.

geçmişte dolaylı güneş ışığını yakalama potansiyeli üzerine araştırmalar yaptı, ancak deneysel testler yapmadı. Mühendislik ve Teknoloji Üniversitesi’ne ek olarak, Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’ndeki (KAUST) araştırmacılar, dolaylı güneş ışığını enerji toplama yeteneklerine dahil etmek için gereken bilimi çözmek için Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü ve Bologna Üniversitesi’nden işbirlikçilerle de işbirliği yaptı. modülleri ve mühendislik zorlukları.

Ardından, dış ortam koşullarında çift taraflı tandem güneş pillerini test ettiler ve herhangi bir ticari silikon güneş panelini geride bırakan bir verimlilik elde ettiler.

“Tek çift yüzeyli silikon güneş pilleri, %20 nispi performans artışı sağlayabildikleri için FOTOVOLTAİK pazarındaki paylarını hızla artırıyor. Bu yöntemi peroksit/silan içinde kullanmak, geleneksel silikon güneş pillerinden daha etkili olabilir. Ve hammadde maliyetini azaltabilir.” Profesör Stefan DeWolf sözlerini tamamladı. DeWolf ve meslektaşları bu teknolojiyi Kanada, Almanya ve İtalya’daki ekiplerle işbirliği içinde geliştirdi.

Makalenin sonunda araştırmacılar, tüm peroksit/silikon yapının performansını iyileştirmek için çift taraflı özelliğin nasıl kullanılacağını deneylerle kanıtladılar. Dar bir peroksit bant aralığının kullanılması nedeniyle, şeffaf arka elektrotlu cihaz yapıları, alt hücrenin mevcut üretimini artırmak ve aynı zamanda üst peroksit hücresinin mevcut üretimini artırmak için albedo’ya güvenir.

Bu eşleşme, 1.59-1.62 eV bant aralığına sahip peroksitler için elde edilir. Tek taraflı peroksit/silikon serisi ile karşılaştırıldığında, brom içeriği en küçüktür, bu nedenle halojenür ayrışmasıyla ilgili kararlılık büyük ölçüde azalır. sorun. Ekip, saha testlerinde çift taraflı tandem yapının performansını değerlendirdi ve farklı iklim koşullarında çift taraflı ve tek taraflı tandem yapıların enerji çıkışını tahmin etti.

Her iki durumda da tandem, bu teknolojinin vaadini gösteren tek taraflı yapıdan daha iyidir. Bu çalışma, 30mwcm-2PGD bariyeri ile boşluğu kapatmak için yüksek performanslı ancak düşük maliyetli teknolojiyi kullanabilen yeni bir yüksek verimli güneş pilleri sınıfının potansiyelini göstermektedir.

Buradan, ekipman performansının daha da iyileştirilmesi ve teknoloji ölçeğinin genişletilmesi, bu teknolojiyi fotovoltaik pazarına yaklaştırmak için sonraki mantıklı adımlardır.

İsviçre, Lozan’daki Federal Teknoloji Enstitüsü Fotovoltaik Laboratuvarı müdürü Profesör Christophe Ballif bu araştırmaya katılmadı. dedi. “Bu makale, çift taraflı bir tandem aygıtı için ilk açık deneysel kanıtı sağlıyor. Araştırmacılar tarafından rapor edilen performansın nicel analizi, bu teknolojinin kitlesel pazara girmesi için gereken kararlı ekipmanı kurmak için çok önemli.”