Zwei Studien berichten: Perowskit-Silizium-Tandemzellen, die die Effizienzschwelle von 30 % passieren
von Staff Writers
Zürich, Schweiz (SPX) 08. Juli 2023
In zwei separaten Studien stellen Forscher neuartige Methoden vor, die die Herstellung leistungsstarker Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen mit Leistungsumwandlungswirkungsgraden von übrig 30 % zuteil werden lassen. Silizium-Solarzellen – die am häufigsten eingesetzte Photovoltaik (PV)-Technologie – nähern sich schnell ihrer theoretischen Leistungsumwandlungseffizienz (PCE)-Grenze von 29 %. Eine Möglichkeit, die Nützlichkeit einer Solarzelle zu steigern, besteht darin, dies Spektrum des Sonnenlichts zum Besten von die Umwandlung in Leistungsfähigkeit zu optimieren.
Dies kann durch dies Stapeln von zwei oder mehr miteinander verbundenen photoaktiven Materialien in einem einzigen Gerät erreicht werden, wodurch die Gewinnung von Sonnenenergie verbessert wird. Die Verknüpfung von Perowskit- und Silizium-Solarzellen in einem Tandemgerät könnte zusammenführen vielversprechenden Weg zu Hochleistungs-PVs darstellen.
Hier stellen Forscher in zwei separaten Studien unterschiedliche Strategien zur Fortentwicklung von Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen mit einem PCE von mehr wie 30 % vor. „Dasjenige Den Rest geben dieser Schwelle schafft Vertrauen, dass leistungsstarke, kostengünstige PVs hinaus den Markt gebracht werden können“, schreiben Stefaan De Wolf und Erkan Aydin in einer ähnlichen Zielsetzung.
In einer Studie zeigen Xin Yu Chin und Kollegen, dass die gleichmäßige Abscheidung dieser Perowskit-Oberzelle hinaus einer Silizium-Unterzelle mit mikrometrischen Pyramiden – dieser Industriestandardkonfiguration – hohe Photoströme in Tandem-Solarzellen zuteil werden lassen kann.
Chin et al. zeigen, dass die Verwendung von Phosphonsäurezusätzen während dieser Verarbeitungssequenz dieser Zellen nicht nur den Perowskit-Kristallisationsprozess verbesserte, sondern im gleichen Sinne dazu beitrug, Rekombinationsverluste zu verringern.
In einem Proof-of-Concept stellten die Autoren ein Gerät mit einer aktiven Fläche von 1,17 Quadratzentimetern her, dies zusammenführen zertifizierten PCE von 31,2 % erreichte. Mit einem anderen Methode zeigen Silvia Mariotti und Kollegen, dass die Verwendung einer ionischen Fluid – Piperaziniumiodid – die Bandausrichtung und die Ladungsextraktion an dieser Grenzfläche eines Trihalogenid-Perowskits und dieser Elektronentransportschicht durch die Schaffung eines positiven Dipols verbessert. Unter Verwendung dieser Modifikation nach sich ziehen Mariotti et al. entwickelte eine Perowskit-Silizium-Tandemsolarzelle, die eine beeindruckende Leerlaufspannung von solange bis zu 2,0 Volt und zusammenführen zertifizierten PCE von solange bis zu 32,5 % aufwies.
Forschungsbericht: Grenzflächenpassivierung zum Besten von Perowskit/Silizium-Tandemsolarzellen mit einem Wirkungsgrad von 31,25 %
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Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique
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