Heimild: solliance.eu
Frá vinstri til hægri: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) og Dong Zhang (TNO) (mynd: Niels van Loon)
EINDHOVEN, 26. september 2022 - TNO, TU Eindhoven, imec og TU Delft, samstarfsaðilar í Solliance, sameinuðu krafta sína til að ýta enn frekar á umbreytingarnýtni samhliða sólarrafhlöðu út fyrir mörk nútíma ljósaeinda (PV) í dag. Í fyrsta skipti fara fjögurra stöðva perovskite/kísill tandem tæki með vottaða toppfrumu yfir 30 prósenta hindrunina. Svo mikil nýtni gerir meira afl á hvern fermetra og minni kostnað á kWst. Niðurstaðan er kynnt á 8th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC-8) í Mílanó og hefur verið náð með því að sameina nýja perovskite sólarsellu með hefðbundinni sílikon sólarsellu tækni. Perovskite klefinn sem er með gagnsæjum tengiliðum og er hluti af tandem stafla hefur verið sjálfstætt vottaður.
Að auki mun það að ná háum kraftþéttleika skapa fleiri tækifæri til að samþætta þessar sólarsellur í byggingar- og byggingarhluta, þannig að hægt sé að hylja meira núverandi yfirborð með PV-einingum. Að rjúfa 30 prósenta múrinn er því stórt skref í að flýta fyrir orkuskiptum og bæta orkuöryggi með því að draga úr ósjálfstæði á jarðefnaeldsneyti.
ÞAÐ BESTA BÁÐA HEIMUM
Samhljóða tæki geta náð meiri skilvirkni en sólarsellur með einum mótum vegna betri nýtingar á sólarrófinu. Tandemarnir sem nú eru að koma upp sameina kísiltækni í atvinnuskyni fyrir neðsta tækið með perovskite tækni: sú síðarnefnda býður upp á mjög skilvirka umbreytingu á útfjólubláu og sýnilegu ljósi og framúrskarandi gagnsæi í nálægt innrauðu ljósi. Í fjögurra útstöðvum (4T) tandem tækjum starfa efstu og neðstu frumurnar óháð hver annarri sem gerir það mögulegt að nota mismunandi neðstu frumur í slíkum tækjum. Auglýsing PERC tækni sem og hágæða tækni eins og heterojunction eða TOPCon eða þunnfilmu tækni eins og CIGS er hægt að útfæra í 4T tandem tæki með varla neinum breytingum á sólarsellum. Ennfremur gerir fjögurra stöðva arkitektúrinn það einfalt að innleiða tvíhliða tandem til að auka orkuafraksturinn enn frekar.
Vísindamenn frá Hollandi og Belgíu hafa tekist að bæta skilvirkni hálfgagnsæra perovskítfrumna upp í 19,7 prósent með flatarmáli 3×3 mm2 eins og vottað er af ESTI (Ítalíu). "Þessi tegund af sólarsellum er með mjög gegnsærri baksnertingu sem gerir meira en 93 prósent af nær innrauðu ljósi kleift að ná neðsta tækinu. Þessi árangur náðist með því að fínstilla öll lög hálfgegnsæju perovskite sólarsellunnar með því að nota háþróaða sjón- og rafhermingu sem leiðarvísir fyrir tilraunavinnuna í rannsóknarstofunni.“ segir Dr Mehrdad Najafi hjá TNO. „Kísilbúnaðurinn er 20×20-mm2 breiður, heterojunction sólarselli með bjartsýni yfirborðsaðgerðar, gegnsærra leiðandi oxíð og Cu-húðaða snerti að framan fyrir útdrátt burðarefnis af fullkomnustu gerð,“ segir Yifeng Zhao doktorsnemi við TU Delft, en niðurstöður hans hafa nýlega verið ritrýndar. Kísiltækið sem er sjónrænt staflað undir perovskítinu stuðlar með 10,4 prósent skilvirknistigum til heildar sólarorkubreytingar.
Samanlagt er 30,1 prósent umbreytingarhagkvæmni þessara 4T samsvörunartækja sem ekki eru svæðisbundin sem starfa sjálfstætt. Besta skilvirkni þessa heims er mæld samkvæmt almennt viðurkenndum aðferðum.
FRAMTÍÐ FJÓRRA TERMINAL TANDEM PV MODULES
Þetta er ekki allt, með því að sameina þessa mjög gagnsæju perovskite frumu með annarri tækni sem byggir á sílikon eins og baksnertingu (málmhylki í gegnum og samfléttaðar baksnertifrumur) og TOPCon sólarsellur hefur einnig skilað umbreytingarhagkvæmni sem nálgast 30 prósent. Þetta sýnir möguleika á mjög gagnsæjum perovskite sólarsellum og sveigjanleika þeirra til að sameinast tækni sem þegar hefur verið markaðssett.
Þessi heimsins besta skilvirkni sem fæst með fjölmörgum núverandi tækni er enn einn áfanginn í átt að iðnaði. "Nú þekkjum við innihaldsefnin og getum stjórnað þeim lögum sem þarf til að ná yfir 30 prósent skilvirkni. Þegar það hefur verið blandað saman við sveigjanleika sérfræðiþekkingu og þekkingu sem safnað hefur verið á undanförnum árum til að koma efni og ferlum á stórt svæði, getum við einbeitt okkur með okkar iðnaðar samstarfsaðila til að koma þessari tækni með hagkvæmni yfir 30 prósent í fjöldaframleiðslu,“ segir prófessor Gianluca Coletti, dagskrárstjóri Tandem PV tækni og notkun hjá TNO.
