Silizium ist aufgrund seiner niedrigen Kosten, Stabilität und Effizienz immer das Material der Wahl für die Solarzellentechnologie gewesen. Die unglückliche Nachricht ist, dass Siliziumsolarzellen sich schnell ihren theoretischen Grenzen nähern. Jedoch kann die Paarung mit anderen Materialien dies tun Helfen Sie, die Obergrenze zu überschreiten.
Nun haben Forscher der EPFL und des Schweizer Zentrums für Elektronik und Mikrotechnik (CSEM) eine neue Kombination von Silizium- und Perowskit-Solarzellen entwickelt, wie in ihrem Forschungsbericht erwähnt. Die Laboreffizienz der Zelle hat den Rekord von 25,2% überschritten - ein neuer Rekord für diese Solarzellen-Kombinationstechnologie.
Effizienz Silizium-Solarzellen derzeit auf dem Markt bis zu 20% bis 22%, ist es nicht schlecht, aber diese Technik mehr Raum nicht für Entwicklung. In der letzten Jahren als ideale Perowskit Alternative, die Die Effizienz ist von 3,8% im Jahr 2009 auf mehr als 20% im Jahr 2016 gestiegen. Da der Preis jedoch teurer ist als bei herkömmlichen Silizium-Solarzellen und eine eigene Effizienzgrenze aufweist, ist der Grad der Kommerzialisierung nicht hoch.
Die Verwendung von Perowskiten und Silizium in einer Solarzelle kann dazu beitragen, beide Materialien zu nutzen: Perowskite wandeln grünes und blaues Licht besser in Elektrizität um, während Silizium für rotes und infrarotes Licht bestimmt ist. Sie können also einen breiteren Spektralbereich erfassen.
Die Forschungsautoren Florent Sahli und Jérémie Werner sagten, dass durch die Kombination dieser beiden Materialien das Sonnenspektrum maximiert und die Menge an erzeugter Elektrizität maximiert werden kann.Die Berechnungen und Arbeiten der aktuellen Studie zeigen, dass 30% sehr schnell erreicht werden sollten. Effizienz.
Die neue Silizium-Perowskit-Solarzelle des Teams hat einen Wirkungsgrad von 25,2% erreicht und übertrifft damit die Solarzellenserie, die 2015 von monokristallinen Silizium-Solarzellen und Perowskit-Solarzellen entwickelt wurde. Seine Effizienz beträgt nur 13,7%.
Das Haupthindernis für die Tandemzelle während des Herstellungsprozesses. Typischerweise wird die Perowskit als Flüssigkeit auf der Oberfläche abgeschieden werden, aber es wird zu Textur Silizium schwierig. Durch die große Oberfläche der Siliziumzelle ‚Pyramide‘ Struktur, die aus etwa fünf Mikrometern groß Diese Struktur kann Licht besser erfassen und absorbieren.
Sahli die bisher das Standardverfahren zur Herstellung einer Perovskit / Si Tandemzelle Siliziumzellen ‚Pyramide‘ abgeflacht ist, sondern reduziert auch die optischen Eigenschaften und damit die Leistung reduzieren. Aber nach der Abscheidung der Perowskit-Zelle Am Anfang dieses Schritts werden auch die Schritte des Herstellungsprozesses hinzugefügt.
In dieser Studie verwendeten die Wissenschaftler zuerst die Verdampfung, um eine anorganische Grundschicht zu bilden, die die "Pyramide" bedeckte. Dann wurde eine flüssige organische Lösung durch Schleuderbeschichtung zugegeben, die in die Poren der Basisschicht eindrang. Schließlich heizte das Team das Substrat auf 150 ° C ( 302 ° F), so dass der Perowskit oben kristallisiert, um einen Film zu bilden, der die gesamte Oberfläche des Siliziums bedeckt.
Die Forscher sagen, dass der Prozess relativ einfach ist und mit nur wenigen zusätzlichen Schritten in bestehende Produktionslinien integriert werden kann, was bei der neuen Tandem-Zellproduktion ohne Überkosten helfen wird.
