Hammamizga ma’lumki, quyosh energiyasi yorug’lik energiyasining asosiy manbai hisoblanadi. Silikon panellar yorug’likni elektr energiyasiga aylantira oladi va an’anaviy tandem quyosh lityum batareyalari yorug’likning qo’shimcha to’lqin uzunliklarini o’zlashtirish orqali buni samaraliroq qilishlari mumkin.

Shu bilan birga, tadqiqotchilar ikki seriyali konfiguratsiyadan foydalangan holda an’anaviy kremniy asosidagi va yangi tizimlarning “ketma-ket” birikmasidan iborat boshqa peroksid qatlamidan foydalanadigan yangi tizim ekanligini tushunishdi, bu esa ko’proq energiya va energiya to’plashi mumkin. Seriyali quyosh xujayralarining oqimini sezilarli darajada oshirish uchun erdan (“albedo” deb ataladi) ko’plab isrof qilingan, aks ettirilgan va tarqoq nurni qo’lga oling.

11-yil 2021-yanvarda Xalqaro hamkorlik tashkiloti, shu jumladan Qirol Abdulla Fan va Texnologiya Universiteti (KAUST) va UT muhandislik maktabi tadqiqotchilari Natural Energy jurnalida “High Efficiency Based on Band Gap Engineering” nomli maqolani chop etdi. Peroksid/Qo‘shaloq monokristalli kremniyli quyosh xujayrasi” (EfficientbifacialmonolithicperovskitePaper/Silicontandemsolarcellsviabandgapineering) maqolasi.

Ushbu maqolada jamoaning peroksid/kremniy qurilmalarini seriyali konfiguratsiyalarning hozirda qabul qilingan ishlash chegaralaridan oshib ketishi uchun loyihalash bo’yicha butun jarayoni tasvirlangan.

Guruh a’zolari ushbu tadqiqotni birgalikda yakunladilar. Ular orasida doktor Mishel DeBastiani tadqiqot g’oyasini ilgari surdi va qurilmani alessandro j bilan birga yasadi. Mirabelli.

Toronto universitetining elektron va kompyuter injiniringi boʻyicha doktorlik dissertantlari YiHou, Bin Chen va Anand S. Subbiah peroksid diapazoni boʻshligʻini, Erkan Aydin va Furkan H. Isikgor esa tandem ustki aloqa va sxemasini ishlab chiqdilar.

Ushbu tadqiqotning xulosasi shundan iboratki, ikki tomonlama monolit peroksid / kremniy tandem quyosh xujayrasi atrof-muhitdagi diffuz yorug’lik albedosidan foydalanadi va ishlash bir tomonlama peroksid / kremniy tandem quyosh xujayrasidan yaxshiroqdir. Tadqiqot guruhi birinchi navbatda tashqi sinov natijalarini e’lon qildi. Bitta AM 1.5 g quyosh nuri ostida, ikki tomonlama seriyali sertifikatlangan quvvatni konversiyalash samaradorligi 25% dan oshdi va energiya ishlab chiqarish zichligi 26 mwcm-2 ga etdi.

Shu bilan birga, tadqiqotchilar turli xil haqiqiy yorug’lik va albedo sharoitida optimal oqim moslashuvi uchun zarur bo’lgan peroksid tarmoqli bo’shlig’ini o’rgandilar, turli xil albedo ta’siriga uchragan bu ikki tomonlama ustunlarning xususiyatlarini taqqosladilar va energiyaning ikkita Hisoblash natijalari o’rtasidagi taqqoslashni ta’minladilar. turli xil ekologik sharoitlarga ega bo’lgan joyda ishlab chiqarish.

Nihoyat, jamoa tashqi sinov joylarini bir tomonlama va ikki tomonlama peroksidaza/kremniy torlari bilan taqqoslab, tandem dualligining qo’shimcha qiymatini haqiqiy tegishli albedoga ega joylarga ko’rsatdi.

Yangi tandem quyosh batareyasining asosiy tanasi kremniy qatlami va peroksid qatlamidan iborat. Shu bilan birga, ular boshqa ko’plab birikmalar bilan birlashtirilgan. Bu haqda professor Stefan DeVolf aytdi. “Asosiy qiyinchilik – tandem qurilmasining murakkabligi. 14 ta material ishtirok etadi va har bir material albedo ta’sirini hisobga olish uchun mukammal darajada optimallashtirilgan bo’lishi kerak.

– dedi tadqiqotning bosh muallifi doktor Mishel DeBastiani. “Albedodan foydalanib, biz ishlab chiqarish xarajatlarini oshirmasdan, an’anaviy bipolyar membranalarga qaraganda ancha yuqori oqimlarni yaratishimiz mumkin.” Tadqiqot mualliflari orasida professor Ted Sargent va Toronto universitetining elektrotexnika va kompyuter injiniringi bo‘limida postdoktorlik tadqiqotchisi YiHou bor.

o’tmishda bilvosita quyosh nurlarini ushlash salohiyati bo’yicha tadqiqotlar olib borgan, ammo eksperimental sinovlarni o’tkazmagan. Muhandislik va texnologiya universitetidan tashqari, Qirol Abdulla Fan va Texnologiya Universiteti (KAUST) tadqiqotchilari Karlsrue Texnologiya Instituti va Boloniya Universiteti hamkorlari bilan bilvosita quyosh nurini energiya yig’ish qobiliyatiga kiritish uchun zarur bo’lgan fanni hal qilish uchun hamkorlik qildilar. ularning modullari va muhandislik muammolari.

Keyin, tashqi sharoitda ular ikki tomonlama tandem quyosh batareyalarini sinovdan o’tkazdilar va har qanday tijorat kremniy quyosh panellaridan ustun bo’lgan samaradorlikka erishdilar.

“Yagona ikki yuzli kremniy quyosh xujayralari FOTOVOLTAIK bozoridagi ulushini tez sur’atlar bilan oshirmoqda, chunki ular nisbiy ish faoliyatini 20% ga oshirishi mumkin. Ushbu usulni peroksid/silanda qo’llash an’anaviy silikon quyosh batareyalariga qaraganda samaraliroq bo’lishi mumkin. Va xomashyo tannarxini kamaytirishi mumkin”. Professor Stefaan DeVolf xulosa qildi. DeWolf va uning hamkasblari ushbu texnologiyani Kanada, Germaniya va Italiyadagi jamoalar bilan hamkorlikda ishlab chiqdilar.

Maqolaning yakunida tadqiqotchilar butun peroksid/kremniy strukturasining ish faoliyatini yaxshilash uchun ikki tomonlama xususiyatdan qanday foydalanishni tajribalar orqali isbotladilar. Tor peroksid tarmoqli bo’shlig’idan foydalanish tufayli shaffof orqa elektrodlari bo’lgan qurilma tuzilmalari pastki hujayraning joriy avlodini oshirish va ayni paytda yuqori peroksid hujayraning joriy avlodini oshirish uchun albedoga tayanadi.

Ushbu moslashuv 1.59-1.62 eV tarmoqli bo’shlig’iga ega bo’lgan peroksidlar uchun erishiladi. Bir tomonlama peroksid / kremniy seriyali bilan solishtirganda, brom tarkibi eng kichikdir, shuning uchun halid segregatsiyasi bilan bog’liq barqarorlik juda kamayadi. muammo. Jamoa dala sinovlarida ikki tomonlama tandem strukturasining ishlashini baholadi va turli iqlim sharoitida ikki tomonlama va bir tomonlama tandem tuzilmalarining energiya chiqishini bashorat qildi.

Ikkala holatda ham tandem bir tomonlama tuzilishdan yaxshiroqdir, bu esa ushbu texnologiyaning va’dasini ko’rsatadi. Ushbu ish 30mwcm-2PGD to’sig’i bilan bo’shliqni yopish uchun yuqori samarali, ammo arzon narxlardagi texnologiyadan foydalanishi mumkin bo’lgan yuqori samarali quyosh batareyalarining yangi sinfining salohiyatini ko’rsatadi.

Bu erdan, uskunaning ishlashini yanada yaxshilash va texnologiya ko’lamini kengaytirish ushbu texnologiyani fotovoltaik bozorga yaqinlashtirish uchun keyingi mantiqiy qadamlardir.

Shveytsariyaning Lozanna shahridagi Federal texnologiya institutining Fotovoltaik laboratoriya direktori professor Kristof Ballif ushbu tadqiqotda ishtirok etmadi. U aytdi. “Ushbu maqola ikki tomonlama tandem qurilmasi uchun birinchi aniq eksperimental dalillarni taqdim etadi. Tadqiqotchilar tomonidan ma’lum qilingan samaradorlikning miqdoriy tahlili ushbu texnologiyaning ommaviy bozorga kirishi uchun zarur bo’lgan barqaror uskunalarni yaratish uchun juda muhimdir.