Monolityczne ogniwo słoneczne perowskitowo-krzemowe o wydajności 20% dzięki nowemu podejściu do laminowania – magazyn pv International


Ogniwo słoneczne osiągnęło napięcie jałowe 1,75 V, gęstość prądu zwarciowego 15,5 mA cm-2 i współczynnik wypełnienia 73,6%. Był również w stanie zachować 93% swojej początkowej wydajności po 100 godzinach w temperaturze 80 C.

Grupa badaczy z Instytut Technologiczny w Karlsruhe (ZESTAW) i Forschungszentrum Jülich GmbH w Niemczech opracował monolityczne ogniwo słoneczne perowskitowo-krzemowe o sprawności konwersji energii 20% dzięki nowemu podejściu do laminowania.

„W naszej pracy badamy, w jaki sposób ten proces laminowania można zastosować w wysoce obiecującej technologii tandemowej perowskit/krzem”, powiedział autor badania, Uli Paetzold. magazyn pv. „Zaprezentowane ogniwa słoneczne są pierwszymi prototypami i podkreślają, że laminowanie jest odpowiednią alternatywną metodą wytwarzania monolitycznych tandemowych ogniw słonecznych z perowskitu i krzemu. Podejście do laminowania jest szczególnie interesujące w przypadku fotowoltaiki opartej na perowskicie, ponieważ znacznie zwiększa stopień swobody w doborze materiałów i dostępnych technik osadzania”.

Przy proponowanym podejściu komórka warstwy funkcjonalne, takie jak materiały transportujące ładunek, elektrody i absorbery perowskitowe, są przetwarzane w taki sam sposób, jak w urządzeniach wytwarzanych standardową metodą sekwencyjnego osadzania warstw. “Laminowane urządzenie tandemowe składa się z dwóch niezależnie wyprodukowanych pół-stosów sprasowanych na gorąco” – powiedzieli naukowcy. „Połączenie ciepła i ciśnienia sprzyja rekrystalizacji perowskitu, tworząc w ten sposób bliski kontakt na granicy faz”.

Zastosowali ciśnienie 80 MPa i temperaturę 90 C podczas laminowania przez 5 minut i stwierdzili, że proces ten jest korzystny dla morfologii perowskitu, ponieważ zmniejsza straty wynikające z rekombinacji niepromienistej. „Cienka warstwa perowskitu rekrystalizuje i łączy oba połówki stosów w monolityczne tandemowe ogniwo słoneczne perowskitowo-krzemowe”, wyjaśnili, zauważając, że chropowatość średniej kwadratowej (RMS) folii perowskitowej zmniejszyła się z 20,0 do 1,7 nm po laminowaniu, i że wielkość ziarna perowskitu wzrosła z 284 do 350 nm.

Ogniwo warstwowe osiągnęło sprawność 20,0%, napięcie jałowe 1,75 V, gęstość prądu zwarciowego 15,5 mA cm-2, a współczynnik wypełnienia 73,6%. „Zgodnie z oczekiwaniami w monolitycznym urządzeniu tandemowym, napięcie otwartego obwodu tandemowego ogniwa słonecznego zbliża się do sumy napięcia obu podogniw” – określili naukowcy. Co więcej, urządzenie było w stanie zachować 93% swojej początkowej wydajności po 100 godzinach w temperaturze 80°C.

Naukowcy zauważyli również, że ogniwo słoneczne wykazywało również znikomą histerezę – efekt, który wpływa na urządzenia perowskitowe, ponieważ ich moc wyjściowa zależy od różnych wcześniejszych danych wejściowych, a nie tylko od ich bezpośredniego stanu, co sprawia, że ​​wydajność jest mniej przewidywalna. W ogniwach perowskitowych histereza jest ściśle zależna od składu materiału. Za ten efekt uważa się migrację jonów i niepromienistą rekombinację w pobliżu powierzchni międzyfazowych.

Wprowadzili proces laminowania w papierze”Laminowana monolityczna fotowoltaika z perowskitu/krzemu w tandemie,” opublikowane w Zaawansowane materiały energetyczne. „Nasza praca toruje drogę dla nowych architektur urządzeń tandemowych w celu dalszej poprawy wydajności konwersji energii i stabilności urządzenia” – powiedział Paetzold. „Do tej pory ogniwa słoneczne z laminowanego perowskitu są produkowane w skali laboratoryjnej, a skalowanie w górę jest jednym z kolejnych kroków w dalszym rozwoju tej techniki. W rzeczywistości, laminowanie poprzez prasowanie na gorąco jest łatwą drogą produkcji, która umożliwia produkcję równoległą z półstosami urządzenia i oferuje możliwość bezpośredniej hermetyzacji. Jeśli porównamy to z uznanymi technologiami przemysłowymi, takimi jak laminowanie do enkapsulacji lub procesy roll-to-roll, podejście laminowania wydaje się w pełni odpowiednie dla przyszłej produkcji komercyjnej”.

Ta treść jest chroniona prawem autorskim i nie może być ponownie wykorzystana. Jeśli chcesz nawiązać z nami współpracę i chcesz ponownie wykorzystać niektóre z naszych treści, skontaktuj się z: redaktorzy@pv-magazine.com.



Artykuł przetłumaczony automatycznie…

Similar Posts