Izvor:solliance.eu
S lijeva na desno: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) i Dong Zhang (TNO) (fotografija Niels van Loon)
EINDHOVEN, 26. septembra 2022. – TNO, TU Eindhoven, imec i TU Delft, partneri u Sollianceu, udružili su snage kako bi dodatno povećali efikasnost konverzije tandemskih solarnih ćelija iznad granica današnjih komercijalnih fotonaponskih (PV) modula. Po prvi put, tandem uređaji sa četiri terminala perovskit/silicijum sa sertifikovanom gornjom ćelijom prolaze barijeru od 30 odsto. Ovako visoka efikasnost omogućava veću snagu po kvadratnom metru i manje troškove po kWh. Rezultat je predstavljen tokom 8. Svjetske konferencije o fotonaponskoj konverziji energije (WCPEC-8) u Milanu i postignut je kombinovanjem nove perovskitne solarne ćelije sa konvencionalnim tehnologijama silicijumskih solarnih ćelija. Perovskitna ćelija koja ima prozirne kontakte i dio je tandem steka je neovisno certificirana.
Dodatno, postizanje velike gustine snage će stvoriti više mogućnosti za integraciju ovih solarnih ćelija u građevinske i građevinske elemente, tako da više postojeće površine može biti pokriveno fotonaponskim modulima. Probijanje barijere od 30 posto je stoga veliki korak u ubrzavanju energetske tranzicije i poboljšanju energetske sigurnosti smanjenjem ovisnosti o fosilnim gorivima.
NAJBOLJE OD OBA SVIJETA
Tandem uređaji mogu postići veću efikasnost od solarnih ćelija sa jednim spojem zbog boljeg korištenja sunčevog spektra. Tandemi koji se trenutno pojavljuju kombinuju komercijalnu silikonsku tehnologiju za donji uređaj sa tehnologijom perovskita: potonja sadrži visoko efikasnu konverziju ultraljubičastog i vidljivog svjetla i odličnu transparentnost u blisko infracrveno svjetlo. Kod tandem uređaja sa četiri terminala (4T) gornja i donja ćelija rade nezavisno jedna od druge, što omogućava primenu različitih donjih ćelija u ovoj vrsti uređaja. Komercijalna PERC tehnologija kao i vrhunske tehnologije kao što su heterojunction ili TOPCon ili tehnologija tankog filma kao što je CIGS mogu se implementirati u 4T tandem uređaj bez ikakvih modifikacija na solarnim ćelijama. Štaviše, arhitektura sa četiri terminala olakšava implementaciju bifacijalnih tandema kako bi se dodatno povećao prinos energije.
Istraživači iz Holandije i Belgije uspješno su poboljšali efikasnost poluprozirnih perovskitnih ćelija do 19,7 posto sa površinom od 3×3 mm2 prema certifikatu ESTI (Italija). "Ova vrsta solarnih ćelija ima veoma transparentan stražnji kontakt koji omogućava da preko 93 posto bliske infracrvene svjetlosti dođe do donjeg uređaja. Ova izvedba je postignuta optimizacijom svih slojeva poluprozirnih perovskitnih solarnih ćelija korištenjem naprednih optičkih i električnih simulacija kao vodič za eksperimentalni rad u laboratoriji." kaže dr Mehrdad Najafi iz TNO-a. "Silicijumski uređaj je 20×20-mm2 široka, heterospojna solarna ćelija sa optimizovanom površinskom pasivizacijom, prozirnim provodljivim oksidima i prednjim kontaktima presvučenim Cu za najsavremeniju ekstrakciju nosača", kaže Yifeng Zhao doktorand na TU Delft, čiji su rezultati nedavno recenzirani. Silicijumski uređaj optički naslagan ispod perovskita doprinosi sa 10,4 posto poena efikasnosti ukupnoj konverziji solarne energije.
Kombinirano, 30,1 posto je efikasnost konverzije ovih 4T tandem uređaja koji se ne podudaraju s područjem koji rade nezavisno. Najbolja svjetska efikasnost se mjeri prema opšteprihvaćenim procedurama.
BUDUĆNOST ČETIRI TERMINALNIH TANDEM PV MODULA
Ovo nije sve, kombinovanjem ove visoko prozirne perovskitne ćelije sa drugim tehnologijama zasnovanim na silikonu, kao što su zadnji kontakt (metalni omotač kroz i interdigitalne ćelije zadnjeg kontakta) i TOPCon solarne ćelije takođe je donela efikasnost konverzije koja se približava 30 procenata. Ovo pokazuje potencijal visoko transparentnih perovskitnih solarnih ćelija i njihovu fleksibilnost da se kombinuju sa već komercijalizovanim tehnologijama.
Ova najbolja svjetska efikasnost postignuta na mnoštvu postojećih tehnologija je daljnja prekretnica ka industrijskoj primjeni. "Sada znamo sastojke i možemo kontrolisati slojeve koji su potrebni za postizanje efikasnosti od preko 30 posto. Jednom u kombinaciji sa ekspertizom o skalabilnosti i znanjem prikupljenim proteklih godina kako bismo materijal i procese doveli na velika područja, možemo se fokusirati na naše industrijski partneri da uvedu ovu tehnologiju sa efikasnošću većom od 30 posto u masovnu proizvodnju“, kaže prof. Gianluca Coletti, program menadžer Tandem PV tehnologije i primjene u TNO.
