Šaltinis: solliance.eu
Iš kairės į dešinę: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) ir Dong Zhang (TNO) (Nielso van Loono nuotrauka)
EINDHOVENAS, 2022 m. rugsėjo 26 d. – TNO, TU Eindhovenas, imec ir TU Delft, Solliance partneriai, suvienijo jėgas, siekdami toliau didinti tandeminių saulės elementų konversijos efektyvumą, viršijantį šiandienos komercinių fotovoltinių (PV) modulių ribas. Pirmą kartą keturių galų perovskito/silicio tandemo įrenginiai su sertifikuota viršutine ląstele įveikia 30 proc. Toks didelis efektyvumas suteikia daugiau galios vienam kvadratiniam metrui ir mažesnes išlaidas už kWh. Rezultatas pristatytas 8-ojoje pasaulinėje fotovoltinės energijos konversijos konferencijoje (WCPEC-8) Milane ir buvo pasiektas derinant perovskito saulės elementą su įprastomis silicio saulės elementų technologijomis. Perovskito ląstelė, turinti skaidrius kontaktus ir kuri yra tandeminio krūvos dalis, buvo sertifikuota nepriklausomai.
Be to, pasiekus didelį galios tankį, atsiras daugiau galimybių integruoti šiuos saulės elementus į statybos ir pastato elementus, kad daugiau esamo paviršiaus ploto būtų galima padengti PV moduliais. Todėl 30 procentų barjero įveikimas yra didelis žingsnis paspartinant energijos perėjimą ir gerinant energetinį saugumą mažinant priklausomybę nuo iškastinio kuro.
GERIAUSIAS IŠ ABIEJŲ PASAULIŲ
Tandeminiai įrenginiai gali pasiekti didesnį efektyvumą nei vienos jungties saulės elementai, nes geriau išnaudojamas saulės spektras. Šiuo metu atsirandantys tandemai sujungia komercinę silicio technologiją, skirtą apatiniam įrenginiui, ir perovskito technologiją: pastaroji pasižymi itin efektyviu ultravioletinės ir matomos šviesos konvertavimu bei puikiu skaidrumu į artimą infraraudonąją šviesą. Keturių terminalų (4T) tandeminiuose įrenginiuose viršutinės ir apatinės ląstelės veikia nepriklausomai viena nuo kitos, todėl tokio tipo įrenginiuose galima pritaikyti skirtingus apatinius elementus. Komercinė PERC technologija, taip pat aukščiausios kokybės technologijos, tokios kaip heterojunkcija arba TOPCon, arba plonasluoksnės technologijos, tokios kaip CIGS, gali būti įdiegtos 4T tandeminiame įrenginyje, beveik nekeičiant saulės elementų. Be to, keturių terminalų architektūra leidžia lengvai įdiegti bifacialinius tandemus, kad būtų dar labiau padidinta energijos išeiga.
Tyrėjai iš Nyderlandų ir Belgijos sėkmingai padidino pusiau permatomų perovskito ląstelių efektyvumą iki 19,7 proc., kurių plotas yra 3 × 3 mm2, kaip patvirtino ESTI (Italija). "Šio tipo saulės elementai turi labai skaidrų galinį kontaktą, leidžiantį daugiau nei 93 procentams artimosios infraraudonosios šviesos pasiekti apatinį įrenginį. Šis našumas buvo pasiektas optimizuojant visus pusiau skaidrių perovskito saulės elementų sluoksnius naudojant pažangius optinius ir elektrinius modelius. kaip eksperimentinio darbo laboratorijoje vadovas. sako daktaras Mehrdadas Najafi iš TNO. „Silicio įtaisas yra 20 × 20- mm2 pločio, heterosandūrinis saulės elementas, pasižymintis optimizuotu paviršiaus pasyvavimu, skaidriais laidžiais oksidais ir Cu dengtais priekiniais kontaktais, kad būtų galima išskirti naujausią nešiklio ištraukimą“, – sako Yifeng Zhao TU Delftas, kurio rezultatai neseniai buvo recenzuoti. Silicio įtaisas, optiškai sukrautas po perovskitu, prisideda prie bendros saulės energijos konversijos 10,4 proc.
Bendras, 30,1 procento yra šio ne ploto suderintų 4T tandeminių įrenginių, veikiančių nepriklausomai, konversijos efektyvumas. Šis geriausias pasaulyje efektyvumas matuojamas pagal visuotinai priimtas procedūras.
KETURIŲ TERMINALŲ TANDEMŲ PV MODULIŲ ATEITIS
Tai dar ne viskas, derinant šį labai skaidrią perovskito elementą su kitomis silicio pagrindu pagamintomis technologijomis, tokiomis kaip galinis kontaktas (metalinis apvyniojimas ir sujungtos galinės kontaktinės ląstelės) ir TOPCon saulės elementai, taip pat pasiekė 30 procentų konversijos efektyvumą. Tai parodo labai skaidrių perovskito saulės elementų potencialą ir jų lankstumą, kad jie būtų derinami su jau parduodamomis technologijomis.
Šis geriausias pasaulyje efektyvumas, pasiektas naudojant daugybę įsitvirtinusių technologijų, yra dar vienas žingsnis siekiant diegti pramonėje. "Dabar žinome sudedamąsias dalis ir galime valdyti sluoksnius, kurių reikia norint pasiekti daugiau nei 30 procentų efektyvumą. Sujungę su mastelio keitimo patirtimi ir žiniomis, sukauptomis per pastaruosius metus, kad medžiaga ir procesai būtų pristatyti dideliame plote, galime sutelkti dėmesį į savo pramonės partnerius, kad ši technologija būtų efektyvesnė nei 30 procentų masinėje gamyboje“, – sako prof. Gianluca Coletti, TNO Tandem PV technologijos ir pritaikymo programos vadovas.
