رکوردهای جدید سلول های خورشیدی پروسکایت سیلیکون با استفاده از بهبود مدیریت نور

سلول های خورشیدی اندام ساخته شده از ترکیبات perovskite سیلیکون و متال هالید می توانند بخش ویژه ای از طیف خورشیدی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند.

به گزارش &lt.&lt.انرژی امروز&gt.&gt. از ساینس دیلی: بخشی از نور منعکس شده و بنابراین برای تبدیل انرژی صرفه جویی می شود. با استفاده از نانوساختارها، انعکاس را می توان به طور قابل توجهی کاهش داد تا اطمینان حاصل شود که سلول خورشیدی نور بیشتری را جذب می کند. به عنوان مثال، میکروفون های شکل هرم را می توان به سیلیکون زد. با این حال، این ویژگی ها موجب خشونت میکروسکوپی در سطح سیلیکون می شود، و آن را دیگر به عنوان یک بستر برای رسوب لایه های پروسکایت بسیار نازک مناسب نیست. این به این دلیل است که perovskites به طور معمول به یک وفل جلا داده شده با استفاده از پردازش محلول برای تشکیل یک فیلم بسیار نازک، از ویژگی های هرمی است. بنابراین لایه سطحی سیلیکونی خرد شده از ایجاد لایه ی یکنواخت جلوگیری می کند.

بهره وری از 23.4٪ به 25.5٪ بهبود یافته است

تیمی تحت عنوان فیزیکدان HZB، استیو آلبرشت، یک روش جایگزین برای مدیریت نور با بافت در سلول های خورشیدی را بررسی کرده است. این تیم یک دستگاه دو طرفه Perovskite سیلیکون کارآمد ساخت که لایه سیلیکونی آن در قسمت پشتی پاره شد. لایه Perovskite می تواند توسط spincoating بر روی جلوی صاف سیلیکون اعمال شود. این تیم پس از آن یک پلیمر مدیریت نور (LM) فویل را به سمت جلو دستگاه اعمال کرد. این کار پردازش فیلم پروسکایت با کیفیت بالا را روی یک سطح صاف انجام داد، در حالی که هنوز از بافت مقابل استفاده می کند. مارکو جاش می گوید: `به این ترتیب، ما توانستیم به طور قابل توجهی بهبود بهره وری سلول tandem heterokunction پروسکایت-سیلیکون را از 23.4٪ به 25.5٪ افزایش دهیم`، مارکو جاش، نویسنده اول مطالعه و همکارش در گروه آلبرشت است.

مدل عددی امکان بهره تا حداکثر 32.5٪ را می دهد

علاوه بر این، Jošt و همکارانش مدل عددی پیچیده ای را برای ویژگی های 3D پیچیده و تعامل آنها با نور ایجاد کرده اند. این تیم را قادر می سازد تا محاسبه کند که چگونه طرح های مختلف دستگاه با بافت در رابط های مختلف بر کارایی اثر می گذارد. یوشفت می گوید: `بر اساس این شبیه سازی های پیچیده و داده های تجربی، ما اعتقاد داریم که کارایی 5 32 درصد می تواند به طور واقع بینانه حاصل شود – اگر ما موفق به استفاده از perovskites با کیفیت بالا با شکاف باند 1،66 eV می کنیم.`

مناسب برای ساخت یکپارچه PV

استیو آلبرشت، رهبر تیم می افزاید: `براساس داده های آب و هوایی واقعی، ما توانستیم ظرفیت تولید انرژی را در طی یک سال محاسبه کنیم – برای طرح های مختلف سلول و برای سه مکان مختلف`. علاوه بر این، شبیه سازی ها نشان می دهد که فویل LM در قسمت جلویی دستگاه سلول خورشیدی به ویژه تحت تابش نور منتشر شده است، به عنوان مثال نه تنها در زیر نور پرتو عمودی. سلول های خورشیدی Tandem با فویل LM جدید همچنین می تواند مناسب برای ترکیب در فتوولتائیک ساختمان های مجتمع (BIPV)، باز کردن مناطق جدید بزرگ برای تولید انرژی از نمای بزرگ Scraper آسمان.