المصدر: Perovskite-info.com
تعد الخلايا الشمسية الترادفية المبتكر 4T Perovskite-Silicon بزيادة كفاءة بنسبة 41 ٪ ، وخفض طاقة الإنتاج بنسبة 35 ٪ مع تصنيع فعال من حيث التكلفة.
طور باحثون من المعهد الهندي للتكنولوجيا Roorkee ، المختبر البدني الوطني CSIR ، و ACSIR طريقة تصنيع فعالة من حيث التكلفة قائمة على الخلية الشمسية ذات الربع الطرفي (4T). يدمج هذا التصميم المبتكر خلية Perovskite شبه الشفافة عالية الأداء (ST-PSC) مع خلية شمسية متغايرة من السيليكون هجينة (HHSC) كجهاز أسفل. تهدف HHSCs ، المعروفة بهيكلها البسيط وتصنيع درجات الحرارة المنخفضة ، إلى تقليل استهلاك الطاقة بنسبة تصل إلى 35 ٪ أثناء الإنتاج ، والاستفادة من الطبقات الوظيفية الانتقائية للناقل مثل PEDOT: PSS لتحسين الكفاءة.
اختار فريق البحث PEDOT: PSS بتكلفة منخفضة وسهولة التحضير ، لتحقيق كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 10.92 ٪ وعامل ملء بنسبة 66.04 ٪. يعزز امتصاص السيليكون من النوع N المحكم جودة الوصلات عن طريق تقليل انعكاس السطح وزيادة منطقة التقاطع. يتميز جهاز Perovskite العلوي بركيزة FTO شفافة وطبقات وظيفية مختلفة ، مما يؤدي إلى كفاءة ترادفية 4T بنسبة 15.41 ٪ ، وهو تحسن بنسبة 41 ٪ على HHSCs المستقلة. هذه التطورات ، التي أكدتها SCAPS -1 d ، تمهد الطريق للجيل التالي من الخلايا الشمسية 4T القابلة للمعالجة.
كيف تعمل الخلايا الشمسية الترادفية الجديدة 4T Perovskite-Silicon على تحسين الكفاءة وتقليل التكاليف؟
بالتأكيد! فيما يلي بعض النقاط الإضافية حول كيفية تحسين الخلية الشمسية 4T Perovskite-Silicon الجديدة من الكفاءة وتقلل من التكاليف:
امتصاص الضوء المحسن: يتيح تكامل خلية بيروفسكايت شبه شفافة مع خلية شمسية من السيليكون استخدام أفضل للطيف الشمسي. تمتص طبقة Perovskite فوتونات عالية الطاقة ، بينما تلتقط طبقة السيليكون فوتونات الطاقة المنخفضة ، مما يزيد من امتصاص الضوء الكلي وكفاءة التحويل.
تكاليف المواد المخفضة: تكون مواد Perovskite أقل تكلفة بشكل عام من السيليكون التقليدي ، وتقلل طريقة التصنيع القائمة على الحلول من تكاليف الإنتاج عن طريق تقليل الحاجة إلى معالجة درجات الحرارة العالية وتقنيات الترسب الباهظة الثمن.
محسّن الطاقة: من خلال الجمع بين نوعين من الخلايا الشمسية ، يمكن أن يحقق بنية ترادفية غلة طاقة أعلى مقارنةً بالخلايا الوظيفية الوظيفية. هذا مفيد بشكل خاص في ظروف الإضاءة المختلفة ، حيث يمكن أن تحافظ خلية ترادفية على كفاءة أعلى.
انخفاض استهلاك طاقة التصنيع: يقلل استخدام عمليات درجات الحرارة المنخفضة والهياكل البسيطة في الخلايا الشمسية غير المتجانسة الهجينة (HHSC) من الطاقة المطلوبة للتصنيع ، مما يساهم في انخفاض بصمة الكربون وجعل التكنولوجيا أكثر استدامة.
قابلية التوسع والمرونة: تتوافق طريقة التصنيع المستندة إلى الحل مع الإنتاج على نطاق واسع ويمكن تكييفها مع ركائز مرنة ، وفتح تطبيقات جديدة للتكنولوجيا الشمسية في مناطق مثل الخلايا الكهروضوئية المدمجة (BIPV) والأجهزة الشمسية المحمولة.
زيادة الاستقرار والمتانة: يمكن أن يعزز تصميم ترادفي الاستقرار وعمر الخلايا الشمسية من خلال توزيع الحمل الحراري والكهربائي بالتساوي عبر الطبقات ، مما يقلل من معدل تحلل المواد.
إمكانية تحقيق مكاسب أخرى في الكفاءة: تتيح الطبيعة المعيارية لتصميم ترادفي 4T تحسينات مستمرة في مواد وعمليات كل طبقة ، مما يوفر مسارًا إلى كفاءة أعلى حيث تم تطوير مؤلفات جديدة للبيروفسكايت وتقنيات السيليكون.
تسلط هذه التطورات الضوء على إمكانات الخلايا الشمسية الترادفية 4T Perovskite-Silicon لإحداث ثورة في صناعة الطاقة الشمسية من خلال تقديم حل أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة لتوليد الطاقة المتجددة.
