Như chúng ta đã biết, năng lượng mặt trời là nguồn năng lượng ánh sáng chính. Các tấm silicon có thể chuyển đổi ánh sáng thành điện năng và pin lithium năng lượng mặt trời song song truyền thống có thể làm điều này hiệu quả hơn bằng cách hấp thụ các bước sóng ánh sáng bổ sung.

Không chỉ vậy, các nhà nghiên cứu đã nhận ra rằng bằng cách sử dụng cấu hình chuỗi kép, đó là một hệ thống mới sử dụng một lớp silicon truyền thống và một lớp peroxide khác được tạo ra từ sự kết hợp “hàng loạt” của các hệ thống mới, có thể thu thập nhiều năng lượng hơn và thu được rất nhiều ánh sáng bị lãng phí, phản xạ và phân tán từ mặt đất (được gọi là “albedo”) để tăng đáng kể dòng điện của loạt pin mặt trời.

Vào ngày 11 tháng 2021 năm XNUMX, Tổ chức Hợp tác Quốc tế, bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) và Trường Kỹ thuật UT) đã xuất bản một bài báo có tiêu đề “Hiệu quả cao dựa trên Kỹ thuật khoảng cách dải” trên tạp chí Năng lượng Tự nhiên. Bài báo Peroxide / Double Monocrystalline Silicon Solar Cell ”(EfficientbifacialmonocturesperovskitePaper / Silicontandemsolarcellsviabandgapineering).

Bài báo này phác thảo toàn bộ quy trình của nhóm thiết kế các thiết bị peroxide / silicon để vượt quá giới hạn hiệu suất được chấp nhận hiện tại của các cấu hình loạt.

Các thành viên trong nhóm đã cùng nhau hoàn thành nghiên cứu này. Trong số đó, Tiến sĩ Michele DeBastiani đã đưa ra ý tưởng nghiên cứu và cùng với alessandro j đã chế tạo ra thiết bị này. Mirabelli.

Các nghiên cứu sinh sau tiến sĩ về kỹ thuật máy tính và điện tử của Đại học Toronto YiHou, Bin Chen và Anand S. Subbiah đã phát triển khoảng cách vùng cấm peroxide, trong khi Erkan Aydin và Furkan H. Isikgor phát triển tiếp xúc và bố cục đỉnh song song.

Kết luận của nghiên cứu này là pin mặt trời song song peroxide / silicon nguyên khối hai mặt sử dụng albedo ánh sáng khuếch tán trong môi trường và hiệu suất tốt hơn so với pin mặt trời song song peroxide / silicon một mặt. Nhóm nghiên cứu lần đầu tiên báo cáo kết quả của cuộc thử nghiệm ngoài trời. Dưới ánh sáng mặt trời 1.5g sáng duy nhất, hiệu suất chuyển đổi điện năng được chứng nhận của dòng sản phẩm hai mặt vượt quá 25% và mật độ phát điện cao tới 26 mwcm-2.

Đồng thời, các nhà nghiên cứu đã nghiên cứu độ rộng vùng cấm peroxide cần thiết để phù hợp dòng điện tối ưu trong các điều kiện chiếu sáng thực và albedo khác nhau, so sánh các đặc điểm của các trụ hai mặt này tiếp xúc với các albedo khác nhau và đưa ra so sánh giữa hai kết quả tính toán năng lượng sản xuất ở một địa điểm có điều kiện môi trường khác nhau.

Cuối cùng, nhóm nghiên cứu đã so sánh các vị trí thử nghiệm ngoài trời với chuỗi peroxidase / silicon một mặt và hai mặt để chứng minh giá trị gia tăng của tính kép song song với các vị trí có albedo thực tế có liên quan.

Phần thân chính của pin mặt trời song song mới được cấu tạo bởi một lớp silicon và một lớp peroxide. Đồng thời, chúng được kết hợp với nhiều hợp chất khác. Giáo sư Stefaan DeWolf nói. “Thách thức chính là sự phức tạp của thiết bị song song. Có 14 vật liệu tham gia, và mỗi vật liệu phải được tối ưu hóa hoàn hảo để tính đến ảnh hưởng của albedo ”.

Tiến sĩ Michele DeBastiani, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết. “Bằng cách sử dụng albedo, giờ đây chúng tôi có thể tạo ra dòng điện cao hơn nhiều so với màng lưỡng cực truyền thống mà không làm tăng chi phí sản xuất”. Các tác giả của nghiên cứu bao gồm Giáo sư Ted Sargent và nhà nghiên cứu sau tiến sĩ YiHou tại Khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính tại Đại học Toronto.

đã tiến hành nghiên cứu về tiềm năng thu ánh sáng mặt trời gián tiếp trong quá khứ, nhưng chưa tiến hành các thử nghiệm thực nghiệm. Ngoài Đại học Kỹ thuật và Công nghệ, các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) cũng hợp tác với các cộng tác viên từ Viện Công nghệ Karlsruhe và Đại học Bologna để giải quyết vấn đề khoa học cần thiết để kết hợp ánh sáng mặt trời gián tiếp vào khả năng thu hoạch năng lượng. mô-đun của họ Và những thách thức về kỹ thuật.

Sau đó, trong điều kiện ngoài trời, họ đã thử nghiệm các tế bào năng lượng mặt trời song song hai mặt và đạt được hiệu quả vượt qua bất kỳ tấm pin mặt trời silicon thương mại nào.

“Các tế bào năng lượng mặt trời silicon hai mặt đơn lẻ đang nhanh chóng tăng thị phần của chúng trên thị trường PHOTOVOLTAIC vì chúng có thể cải thiện hiệu suất tương đối 20%. Sử dụng phương pháp này trong peroxide / silane có thể hiệu quả hơn so với pin mặt trời silicon truyền thống. Và có thể giảm chi phí nguyên liệu đầu vào ”. Giáo sư Stefaan DeWolf kết luận. DeWolf và các đồng nghiệp của ông đã phát triển công nghệ này với sự cộng tác của các nhóm ở Canada, Đức và Ý.

Trong phần kết luận của bài báo, các nhà nghiên cứu đã chứng minh thông qua các thí nghiệm cách sử dụng tính năng hai mặt để cải thiện hiệu suất của toàn bộ cấu trúc peroxide / silicon. Do sử dụng khoảng cách vùng cấm peroxit hẹp, cấu trúc thiết bị có điện cực trong suốt dựa vào albedo để tăng thế hệ hiện tại của tế bào dưới cùng và đồng thời tăng thế hệ hiện tại của tế bào peroxit trên cùng.

Sự phù hợp này đạt được đối với peroxit có độ rộng vùng cấm 1.59-1.62 eV. So với dòng peroxide / silicon một mặt, hàm lượng brom là nhỏ nhất, do đó, độ ổn định liên quan đến sự phân tách halogen bị giảm đáng kể. vấn đề. Nhóm đã đánh giá hiệu suất của cấu trúc song song hai mặt trong các thử nghiệm thực địa và dự đoán sản lượng năng lượng của cấu trúc song song hai mặt và một mặt trong các điều kiện khí hậu khác nhau.

Trong cả hai trường hợp, cấu trúc song song tốt hơn cấu trúc một mặt, điều này cho thấy sự hứa hẹn của công nghệ này. Công trình này cho thấy tiềm năng của một lớp pin mặt trời hiệu suất cao mới có thể sử dụng công nghệ hiệu suất cao nhưng chi phí thấp để thu hẹp khoảng cách với rào cản 30mwcm-2PGD.

Từ đây, việc nâng cao hơn nữa hiệu suất thiết bị và mở rộng quy mô công nghệ là những bước đi hợp lý tiếp theo để đưa công nghệ này đến gần hơn với thị trường quang điện.

Giáo sư Christophe Ballif, giám đốc Phòng thí nghiệm Quang điện của Viện Công nghệ Liên bang ở Lausanne, Thụy Sĩ, đã không tham gia vào nghiên cứu này. Anh ta nói. “Bài báo này cung cấp bằng chứng thực nghiệm rõ ràng đầu tiên cho một thiết bị song song hai mặt. Các phân tích định lượng về hiệu suất được báo cáo bởi các nhà nghiên cứu là rất quan trọng để thiết lập thiết bị ổn định cần thiết cho công nghệ này để thâm nhập vào thị trường đại chúng. ”