Allikas: solliance.eu
Vasakult paremale: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) ja Dong Zhang (TNO) (foto autor Niels van Loon)
EINDHOVEN, 26. september 2022 – Solliance'i partnerid TNO, TU Eindhoven, imec ja TU Delft ühendasid jõud, et tõsta tandempäikesepatareide muundamise efektiivsust kaugemale tänapäeva kaubanduslike fotogalvaaniliste (PV) moodulite piiridest. Esmakordselt läbivad sertifitseeritud ülemise elemendiga neljaklemmilised perovskiit/räni tandemseadmed 30-protsendilise barjääri. Selline kõrge efektiivsus võimaldab rohkem võimsust ruutmeetri kohta ja vähem kulu kWh kohta. Tulemust esitletakse Milanos fotogalvaanilise energia muundamise 8. maailmakonverentsil (WCPEC-8) ja see on saavutatud tärkava perovskiit-päikesepatarei kombineerimisel tavapäraste räni päikesepatareide tehnoloogiatega. Perovskiitrakk, millel on läbipaistvad kontaktid ja mis on osa tandemvirnast, on sõltumatult sertifitseeritud.
Lisaks loob suure võimsustiheduse saavutamine rohkem võimalusi nende päikesepatareide integreerimiseks ehitus- ja ehituselementidesse, nii et rohkem olemasolevat pinda saab katta PV-moodulitega. 30 protsendi barjääri murdmine on seega suur samm energia ülemineku kiirendamisel ja energiajulgeoleku parandamisel, vähendades sõltuvust fossiilkütustest.
MÕLEMA MAAILMA PARIM
Tandemseadmed võivad päikesespektri parema kasutamise tõttu saavutada suurema efektiivsuse kui ühe ühenduskohaga päikesepatareid. Praegu tekkivad tandemid ühendavad põhjaseadme jaoks kaubandusliku ränitehnoloogia perovskiittehnoloogiaga: viimasel on ülitõhus ultraviolett- ja nähtava valguse muundamine ning suurepärane läbipaistvus infrapunavalguseks. Nelja terminaliga (4T) tandemseadmetes töötavad ülemised ja alumised rakud üksteisest sõltumatult, mis võimaldab seda tüüpi seadmetes rakendada erinevaid alumisi rakke. Kaubanduslikku PERC-tehnoloogiat ja ka esmaklassilisi tehnoloogiaid, nagu heteroliide või TOPCon, või õhukese kile tehnoloogiat, nagu CIGS, saab rakendada 4T tandemseadmes, ilma päikesepatareides peaaegu mingeid muudatusi tegemata. Lisaks võimaldab nelja terminali arhitektuur energiatõhususe suurendamiseks hõlpsasti rakendada bifatsiaalseid tandemeid.
Hollandi ja Belgia teadlased on ESTI (Itaalia) sertifikaadi kohaselt edukalt parandanud poolläbipaistvate perovskiitrakkude efektiivsust kuni 19,7 protsendini, mille pindala on 3 × 3 mm2. "Seda tüüpi päikesepatareidel on väga läbipaistev tagakontakt, mis võimaldab üle 93 protsendi lähi-infrapunavalgusest jõuda põhjaseadmesse. See jõudlus saavutati poolläbipaistvate perovskite päikesepatareide kõigi kihtide optimeerimisega täiustatud optiliste ja elektriliste simulatsioonide abil. juhendina laboris eksperimentaalseks tööks." ütleb dr Mehrdad Najafi TNOst. "Räniseade on 20 × 20-mm2 laiune heteroühendusega päikesepatarei, millel on optimeeritud pinna passiveerimine, läbipaistvad juhtivad oksiidid ja Cu-kattega esikontaktid tipptasemel kandja ekstraheerimiseks," ütleb Yifeng Zhao doktorant TLÜ Delft, mille tulemusi on hiljuti eelretsenseeritud. Perovskiidi alla optiliselt virnastatud räniseade aitab kogu päikeseenergia muundamisel kaasa 10,4 protsendi efektiivsuspunkti.
Selle sõltumatult töötava pindalata sobitatud 4T tandemseadmete muundamise efektiivsus on kokku 30,1 protsenti. Seda maailma parimat efektiivsust mõõdetakse üldtunnustatud protseduuride järgi.
NELJA TERMINALI TANDEM PV MOODULI TULEVIK
See pole veel kõik, selle üliläbipaistva perovskiitelemendi kombineerimine teiste ränipõhiste tehnoloogiatega, nagu tagumine kontakt (metallist ümbris ja interdigiteeritud tagakontaktelemendid) ja TOPCon päikesepatareid, on samuti saavutanud 30 protsendile läheneva konversioonitõhususe. See näitab väga läbipaistvate perovskite päikesepatareide potentsiaali ja nende paindlikkust kombineerimisel juba turustatud tehnoloogiatega.
Paljude turgu valitsevate tehnoloogiate abil saavutatud maailma parim tõhusus on veel üks verstapost tööstusliku kasutuselevõtu suunas. "Nüüd teame koostisosi ja suudame juhtida kihte, mida on vaja üle 30-protsendilise efektiivsuse saavutamiseks. Kui kombineerida viimastel aastatel kogutud mastaapsusalaste teadmiste ja teadmistega materjali ja protsesside laiale alale toomiseks, saame keskenduda oma tööstuspartnerid, et viia see tehnoloogia masstootmisse üle 30 protsendi kasuteguriga," ütleb TNO Tandem PV tehnoloogia ja rakenduste programmijuht prof Gianluca Coletti.
