المصدر: eurekalert.org
في حين أن السيليكون يحول معظم أجزاء ضوء الشمس الأحمر إلى كهرباء ، فإن مركبات البيروفسكايت تستخدم في المقام الأول الأجزاء الزرقاء من الطيف. وبالتالي فإن الخلية الشمسية الترادفية المصنوعة من السيليكون المرصوف والبيروفسكايت تحقق كفاءة أعلى بكثير من كل خلية بمفردها.
قام البروفيسور بيرند ستانوفسكي من معهد HZB PVcomB والأستاذ ستيف ألبريشت ، الذي يرأس مجموعة Helmholtz Young Investigator Group (YIG) في HZB ، بالفعل بتسجيل أرقام قياسية جديدة للخلايا الشمسية الترادفية المتجانسة في عدة مناسبات. في نهاية عام 2018 ، قدم الفريق خلية شمسية ترادفية مصنوعة من السيليكون مع بيروفسكايت هاليد معدني حقق كفاءة 25.5 في المائة. ثم أعلنت شركة Oxford Photovoltaics Ltd. عن قيمة قدرها 28 في المائة.
الآن يمكن لفريق HZB الإبلاغ عن السجل التالي. تم اعتماد القيمة البالغة 29.15 في المائة من معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) يوم الجمعة ، 24 يناير ، وهي تظهر الآن في الرسوم البيانية للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) ، الولايات المتحدة الأمريكية. يتتبع مخطط NREL مستويات الكفاءة المرتفعة لجميع أنواع الخلايا الشمسية تقريبًا منذ عام 1976. لم يتم تضمين مركبات البيروفسكايت إلا منذ عام 2013 - وزادت كفاءة هذه الفئة من المواد أكثر من أي مادة أخرى منذ ذلك الحين.
"لقد طورنا طبقة تلامس إلكترود خاصة لهذه الخلية بالتعاون مع مجموعة البروفيسور فيتوتاس جيتوتيس (جامعة كاوناس للتكنولوجيا) ، كما قمنا بتحسين الطبقات الوسيطة" ، كما أوضح إيكي كونين وعمران الأشوري ، طلاب الدكتوراه في مجموعة ألبريشت. كما سمحت طبقة التلامس الكهربائي الجديدة بتحسين تركيبة مركب البيروفسكايت في مختبر HZB HySPRINT. يصبح هذا المركب الآن أكثر استقرارًا عندما يضيء في الخلية الشمسية الترادفية ويحسن توازن التيارات الكهربائية التي تساهم بها الخلايا العلوية والسفلية. تأتي الخلية السفلية للسليكون من مجموعة Stannowski وتتميز بطبقة خاصة من أعلى أكسيد السيليكون للربط البصري بين الخلايا العلوية والسفلية.
جميع العمليات المستخدمة لتحقيق هذه الخلية التي تبلغ مساحتها سنتيمترًا واحدًا مناسبة أيضًا من حيث المبدأ للمناطق السطحية الكبيرة. يعد التوسع بمساعدة عمليات ترسيب الفراغ واعداً للغاية ، كما أظهرت الاختبارات الأولية بالفعل.
يبلغ الحد الأقصى الواقعي للكفاءة العملية للخلايا الترادفية المصنوعة من السيليكون والبيروفسكايت حوالي 35 في المائة. بعد ذلك ، يريد فريق HZB كسر حاجز الكفاءة بنسبة 30 في المائة. يوضح ألبريشت أن الأفكار الأولية لهذا الأمر قيد المناقشة بالفعل.