Các nhà khoa học Nhật Bản chế tạo pin mặt trời song song perovskite-silicon có thể uốn cong với hiệu suất 26,5%
Thiết bị song song này dựa trên một cell heterojunction màng mỏng ở dưới có thể uốn cong và một cell perovskite ở trên có thể được sản xuất bằng quy trình nhiệt độ thấp để tránh hư hỏng. Nó đạt được hiệu suất cao nhất từng được ghi nhận cho đến nay đối với một pin mặt trời song song perovskite-silicon linh hoạt.
Ảnh: Đại học Thành phố Tokyo
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Thành phố Tokyo đã chế tạo một pin mặt trời song song có thể uốn cong dựa trên một cell perovskite đảo ngược bán trong suốt ở trên và một thiết bị PV heterojunction màng mỏng silicon (HJT) linh hoạt ở dưới.
"Có thể chế tạo các heterojunction silicon ổn định và linh hoạt bằng cách làm mỏng silicon, do đó cho phép sản xuất các cell mặt trời nhẹ và linh hoạt phù hợp với nhiều ứng dụng khác nhau như quang điện tích hợp trong tòa nhà", tác giả liên hệ của nghiên cứu, Ryosuke Ishikawa, cho biết với tạp chí pv.
Để làm mỏng cell dưới cùng có hiệu suất 21,1%, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật được gọi là khắc kali hydroxit (KOH), đây là một quy trình khắc hóa học ướt được sử dụng để tạo ra các khoang rỗng trong silicon. Kỹ thuật này được sử dụng để tạo kết cấu cho tấm wafer cell ở mặt sau, trong khi mặt trước được tạo kết cấu vi mô và bo tròn.
Các nhà khoa học cũng lắng đọng một lớp bảo vệ làm bằng màng silicon nitride (SiNx) ở cả hai mặt của tấm wafer bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD). Sau đó, tấm wafer được cắt thành các mảnh vuông 5 cm và lớp màng SiNx dọc theo các cạnh ngoài được loại bỏ bằng tia laser.
Pin trên cùng được chế tạo bằng một lớp đơn tự lắp ráp làm từ MeO-2PACz, còn được gọi là axit [2-(3,6-Dimethoxy-9H-carbazol-9-yl)ethyl]phosphonic, một chất nền thủy tinh được phủ oxit thiếc indium (ITO), một chất hấp thụ perovskite có khoảng cách năng lượng là 1,68 eV, một lớp vận chuyển điện tử (ETL) làm từ buckminsterfullerene (C60), một oxit thiếc (SnO2), một lớp ITO khác, một lớp phủ chống phản xạ dựa trên magiê florua (MgF2) và một tiếp xúc kim loại bạc (Ag).
Được thử nghiệm trong điều kiện chiếu sáng tiêu chuẩn, pin song song đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 26,5%, điện áp mạch hở là 1,83 V, mật độ dòng điện ngắn mạch là 17,9 mA/cm2 và hệ số lấp đầy là 81%. Theo nhóm nghiên cứu, kết quả này thể hiện hiệu suất cao nhất từng được ghi nhận đối với pin mặt trời perovskite-silicon linh hoạt.
Nhìn về tương lai, các nhà nghiên cứu cho biết họ có ý định tăng cường dòng điện trong pin dưới cùng bằng thiết kế chính xác hơn về cấu trúc phản xạ ngược. Họ giải thích thêm rằng "Để tăng cường hơn nữa hiệu suất chuyển đổi, các nghiên cứu trong tương lai nên liên quan đến việc cải thiện khả năng khớp dòng điện bằng cách áp dụng một tiếp giáp dị hướng hai mặt vào pin dưới cùng".
"Chúng tôi cũng có ý định tiến hành đánh giá chi tiết về các đặc tính uốn cong và độ bền của pin mặt trời song song này".
Khái niệm pin mới này đã được trình bày trong "Pin mặt trời perovskite/silicon song song hiệu suất cao có tính linh hoạt", được xuất bản trên Solar RLL.
