Vědci odemkli novou metodu pasivace tandemových solárních článků Perovskite-Silicon, dosažení efektivity zaznamenání a položení základu pro silnější solární technologii.
Skupina mezinárodních vědců s fotovoltaikou dosáhla důležitého pokroku směrem k přivedení perovskitových silikonových tandemových solárních článků blíže k rozsáhlému průmyslovému použití. Tým ukázal, že horní buňka perovskitu může být úspěšně pasivována, když je spárována s texturovanými křemíkovými spodními buňkami, které mají velké pyramidální struktury, standardní návrh používaný v dnešním solárním průmyslu.
Jejich práce také odhalila, že pasivace ovlivňuje celou vrstvu perovskitu na rozdíl od křemíkových buněk, kde povrchové ošetření ovlivňuje pouze nejvyšší vrstvy. Toto rozlišení vede k dalšímu zvýšení účinnosti. Vědci z King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), University of Freiburg a Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems Ise podrobně popsali jejich technologický a vědecký pokrok při vývoji pasivovaných perovskitových nejvyšších buněk.
Perovskitové křemíkové tandemové solární články kombinují perovskitovou horní buňku s buňkou silikonu. Toto párování představuje další hlavní krok vpřed ve fotovoltaické technologii, zejména jako solární buňky na bázi křemíku poblíž jejich teoretické účinnosti 29,4 procenta pro přeměnu slunečního světla na elektriku.
Pro rozsáhlou produkci těchto tandemových solárních článků by bylo použití standardních křemíkových solárních článků pro spodní buňku výhodné, protože jejich výrobní procesy jsou již dobře zavedeny. Tyto solární články jsou texturované, aby se zvýšila jejich povrchová plocha, zvyšuje účinnost, ale tato texturizace také komplikuje ukládání perovskitové vrstvy. Dosažení vysoce kvalitní povrchové pasivace perovskitové horní buňky na povrchu podobném pyramidě nebylo dosud provedeno.
Klíčová inovace
„Doposud nebyla účinná pasivace plně využita na texturovaných solárních buňkách perovskitového křemíku, s předchozím úspěchem do značné míry omezené na architektury s plochou front. Nyní jsme však zvládli vynikající pasivaci uložením 1,3-diaminopropane dihydroioididu na nerovnoměrným povrchem,“ řekl Dr. Oussama erji, a to, že vědec a vědec a vědec a vědec a věřící vědec a věřící a vědec, a vědec a vědec a vědec a vědec a věřící věřící a věřící a věřící a věřící a věřící, a to, že se věří a věří, že se věří, a o oussamo Ise. Passivované tandemové solární články dosáhly účinnosti přeměny až 33,1 procenta, s napětím otevřeného okruhu 2,01 voltů.
Vědci také poznamenali, že pasivace horní buňky perovskitu zlepšila vodivost a tedy faktor plnění buňky. Dokázali, že toto zlepšení je způsobeno hlubokým polním účinkem vyplývajícím z pasivace. V křemíkových solárních článcích působí pasivace pouze blízko povrchu, zatímco v perovskitových solárních článcích ovlivňuje povrch celý absorbér a zvyšuje jeho hromadné vlastnosti.
Základ pro budoucí výzkum
„Tato realizace poskytuje solidní základ pro veškerý budoucí výzkum v této oblasti,“ řekl prof. Stefaan de Wolf, profesor materiálových věd a inženýrství a aplikovaná fyzika na Kaust. „Zvyšuje to naše chápání procesů, které se vyskytují v horní buňce, při přeměně světla na elektřinu, což vědcům umožňuje využít tyto znalosti k vývoji lepších tandemových solárních článků.“
„Povrchová pasivace solárních článků není jen pěkná funkce; je to nezbytný posilovač pro jejich účinnost a stabilitu,“ dodává Prof. Stefan Glunz, profesor přeměny fotovoltaické energie na University of Freiburg a ředitel divize fotovoltaiky ve Fraraunhofer Ise. „U dnešních křemíkových solárních článků byla povrchová pasivace klíčem pro vysokou účinnost v průmyslové produkci a je povzbudivé, že fotovoltaický průmysl bude těžit z těchto pozitivních účinků na tandemové solární články perovskitu.“
Reference: Pininti, Yashika Gupta, Clement, Esma Ugur, Christopher. Jonas Schindler, Martin C. Schubbert, SC. Věda.
Doi: 10.1126/science.adx1745
Zjištění vědců staví na práci v projektu Manitu Manitu Fraunhofer Lighthouse a na projektech Presto a Perle, které jsou financovány federálním ministerstvem pro hospodářské záležitosti a energii.
Nikdy nezmeškáte průlom: Připojte se k zpravodaji Scitechdaily.
