Показала рекордную эффективность: в Японии придумали удивительную солнечную батарею

Об этом сообщает interestingengineering.com.

Конструкция включает в себя полупрозрачную перевернутую верхнюю ячейку из перовскита и гибкую тонкопленочную кремниевую гетеропереходную (HJT) нижнюю ячейку. Инновация достигла эффективности преобразования энергии ы 26,5%. По словам исследователей, это самая высокая когда-либо зарегистрированная эффективность преобразования для гибкого тандемного перовскитно-кремниевого солнечного элемента.

Испытанная в стандартных условиях освещения ячейка также продемонстрировала напряжение холостого хода 1,83 В, плотность тока короткого замыкания 17,9 мА/см² и коэффициент заполнения 81%.

Эта разработка может быть полезна для широкого спектра применений, особенно в интегрированных в здания фотоэлектрических системах (BIPV) и других областях, требующих легких и гибких решений для солнечной энергии.

Достижение гибкости в нижней ячейке солнечной батареи

Чтобы добиться гибкости ячейки, исследовательская группа использовала технику, известную как травление гидроксидом калия (KOH), чтобы значительно утончить кремниевую пластину нижней ячейки HJT, которая сама по себе имеет эффективность 21,1%.

Этот процесс влажного химического травления текстурировал заднюю сторону пластины, в то время как передняя сторона получила микротекстурирование и скругление. Защитная пленка нитрида кремния (SiNx) была нанесена на обе стороны с помощью химического осаждения из паровой фазы (CVD), прежде чем пластина была разрезана на квадраты по 5 см и подготовлена ​​для интеграции.

Верхняя перовскитная ячейка включает в себя несколько современных материалов, включая самоорганизующийся монослой MeO-2PACz ([2-(3,6-диметокси-9H-карбазол-9-ил)этил]фосфоновой кислоты) на стеклянной подложке, покрытой оксидом индия и олова (ITO).

Он оснащен перовскитным поглотителем с запрещенной зоной 1,68 эВ, слоем переноса электронов из бакминстерфуллерена (C60), оксидом олова (SnO2), еще одним слоем ITO, антибликовым покрытием из фторида магния (MgF2) и металлическим контактом из серебра (Ag).

По словам разработчиков, утончение кремния имеет решающее значение для создания стабильных и гибких ячеек HJT, что делает их идеальными для легких приложений, таких как BIPV.

Дальнейшие исследования для повышения эффективности фотоэлементов

Теперь исследовательская группа сосредоточена на дальнейшем повышении эффективности тандемной ячейки. Их будущие усилия будут сосредоточены на улучшении согласования тока между верхней и нижней ячейками, с планами изучить применение двустороннего гетероперехода к нижней ячейке и усовершенствовать структуру обратного отражения.

Кроме того, исследователи намерены провести тщательную оценку возможностей изгиба и долгосрочной прочности этого многообещающего гибкого тандемного солнечного элемента.

Этот прорыв может подтолкнуть к разработке универсальных и высокопроизводительных технологий солнечной энергетики.

Также Фокус писал, что компания Lenovo использует технологию солнечных элементов Ambient Photonics, чтобы избавиться от батареек в беспроводных гаджетах.