Nowe ogniwo bifacjalne o efektywności na poziomie 25,2%
19.01.2021r. 18:52
www.cire.pl | Obserwuj nas na facebook.com/energetyka

Jak informuje PV Magazine, grupa naukowców opracowała dwustronne tandemowe ogniwo perowskitowo-krzemowe z heterozłączem. Jego wydajność wyniosła 25,2 proc.
Naukowcy z Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha w Arabii Saudyjskiej, Uniwersytetu w Toronto, Uniwersytetu Bolońskiego oraz Instytutu Technologii w Karlsruhe (Niemcy) opracowali dwustronne tandemo ogniwo fotowoltaiczne z zastosowanie perowskitu i krzemu. Ogniwo jest wielowarstwowe, z górnym warstwą typu p-i-n.
Naukowcy tłumaczą, że w celu zwiększenia funkcji dwustronnych, tylne złącza i ogniwa zostały zoptymalizowane pod kątem większego wskaźnika albedo, przy jednoczesnym zachowaniu dobrych właściwości elektronicznych. Zastosowano również nową technologię osadzania ogniw perowskitowych, by zachować lepszą kontrolę parametrów elektrycznych. Jeden z badaczy, Michele De Bastiani powiedział w rozmowie z PV Magazine, że wszystkie pozostałe warstwy są osadzane metodą próżniową, zgodnie z normami przemysłowymi.
Naukowcy zwrócili uwagę na przerwy energetyczne poszczególnych materiałów użytych do budowy innowacyjnego ogniwa. W przypadku materiału perowskitowego, który został użyty do budowy ogniwa zidentyfikowano pięć przerw energetycznych: 1,59, 1,62, 1,65, 1,68 i 1,7 eV. Osiągnięto to poprzez zmianę stosunku jodku do bromku w kryształach perowskitu. Spowodowało to wyższe napięcie w obwodzie otwartym.
Przy przerwie energetycznej perowskitu mniejszej niż 1,68 eV naukowcy mogli wykorzystać albedo do zrekompensowania braku fotonów w krzemowej warstwie ogniwa.
Naukowcy przeanalizowali działanie zarówno konwencjonalnej, jak i dwustronnej wersji wynalazku przy trzech różnych wskaźnikach albedo, na których składa się beton, syntetyczna trawa i białe tło. Ogniwo bifacjalne radziło sobie lepiej niż jej monofacjalny odpowiednik we wszystkich warunkach, zwłaszcza w przypadku betonu. Naukowcy testowali również dwa rodzaje ogniw przez tydzień w Arabii Saudyjskiej i Niemczech, aby zbadać ich działanie w różnych regionach klimatycznych.
Przeprowadzono również symulacje wydajności energetycznej, aby ocenić działanie ogniw tandemowych mono- i bifacjalnych dla różnych pasm wzbronionych perowskitów i warunków albedo. Naukowcy postawili na realistyczne warunki zewnętrzne w miejscowościach reprezentujących dwa różne klimaty - w Phoenix i Seattle. Pomiary wykazały, że urządzenia bifacjalne miały uzysk mocy niż w przypadku ogniw monofacjalnych, który był o 32 proc. wyższy w Seattle i 37 proc. wyższy w Phoenix.
Źródło: PV Magazine/Nature