Các tế bào năng lượng mặt trời song song toàn phần perovskite nguyên khối tạo thành kiến ​​trúc mới

Các tế bào năng lượng mặt trời song song toàn phần perovskite nguyên khối tạo thành kiến ​​trúc mới

    Các tế bào năng lượng mặt trời song song toàn phần perovskite nguyên khối tạo thành kiến ​​trúc mới
    bởi Trung tâm xuất bản ánh sáng, Viện Quang học Trường Xuân, Cơ học và Vật lý tinh, CAS

    Bifacial monolithic all-perovskite tandem solar cells form new architecture
    Hình minh họa giản đồ (bên trái) và hình ảnh hiển vi điện tử quét mặt cắt ngang (bên phải) của cặp song song all-perovskite nguyên khối hai mặt. Nhà cung cấp hình ảnh: Hongjiang Li, Yurui Wang, Han Gao, Mei Zhang, Renxing Lin, Pu Wu, Ke Xiao và Hairen Tan


    Pin mặt trời perovskite perovskite kim loại đã thu hút được sự chú ý lớn khi hiệu suất chuyển đổi điện năng (PCE) của chúng tiếp tục tăng từ dưới 4% lên hơn 25%. Cải thiện hơn nữa hiệu suất với chi phí bổ sung thấp là rất quan trọng để thương mại hóa pin mặt trời perovskite. Một trong những lộ trình hứa hẹn nhất là áp dụng cấu hình song song để vượt qua giới hạn Shockley-Queisser của pin mặt trời một điểm nối.

    Bằng cách xếp chồng hai chất hấp thụ với bandgap bổ sung, pin mặt trời song song hứa hẹn có PCE cao hơn so với các pin mặt trời đơn tiếp giáp của chúng. Perovskites rất được mong đợi cho các tế bào năng lượng mặt trời song song. Pin mặt trời song song all-perovskite có nhiều hứa hẹn do chi phí thấp, công suất cụ thể cao và tính linh hoạt.

    Trong một bài báo mới được xuất bản trên eLight, một nhóm các nhà khoa học, dẫn đầu bởi Giáo sư Hairen Tan từ Đại học Nam Kinh, đã chứng minh pin mặt trời song song toàn phần perovskite nguyên khối hai mặt đầu tiên. Bài báo của họ, "Tiết lộ tiềm năng công suất đầu ra của pin mặt trời song song tất cả perovskite nguyên khối hai mặt", phát hiện ra rằng thiết bị của họ có tiềm năng công suất đầu ra cao hơn đáng kể.

    Song song tất cả các perovskite nguyên khối đã được cải thiện đáng kể với giá trị được chứng nhận gần đây là 28,0%. Bất chấp những tiến bộ đó, các chiến lược khác để đạt được mật độ công suất đầu ra cao hơn (OPD) vẫn rất được mong muốn để giảm chi phí năng lượng bình đẳng (LCOE). Một chiến lược hiệu quả khác để tăng OPD của pin mặt trời perovskite là tận dụng cấu hình hai mặt. Nó cho phép tăng OPD đáng kể bằng cách sử dụng ánh sáng đến mặt sau của thiết bị, cụ thể là albedo (ánh sáng phản xạ và phân tán từ môi trường xung quanh).

    Sử dụng oxit dẫn điện trong suốt (TCO) làm điện cực phía sau, pin mặt trời perovskite hai mặt có thể được chế tạo dựa trên cấu hình một mặt đã được thiết lập tốt. Quan trọng hơn, pin mặt trời perovskite hai mặt sẽ ổn định hơn so với các pin mặt trời đơn mặt. Mô phỏng số cho thấy rằng các ô song song hai mặt có thể kế thừa những ưu điểm của kiến ​​trúc song song và thiết kế hai mặt. Nó sẽ cho phép hiệu quả nhiệt động lực học cao hơn ngoài các pin mặt trời đơn mặt và pin mặt trời hai mặt tiếp giáp một mặt.

    Với sự hiện diện của albedo, thiết kế phù hợp hiện tại được tối ưu hóa trong song song một mặt sẽ dẫn đến sự không khớp trong cấu hình hai mặt. Dòng điện của các ô dưới cùng sẽ được tăng lên với albedo trong song song nguyên khối hai mặt. So với song song đơn mặt, các điện cực trong suốt phía sau sẽ làm giảm dòng điện trong các tế bào con phía dưới bằng cách cho phép ánh sáng truyền qua mà không bị phản xạ phía sau. Đối sánh hiện tại phải được thiết kế lại theo cấu hình song song hai mặt.

    Nhóm nghiên cứu đã chứng minh thiết kế và chế tạo pin mặt trời song song all-perovskite hai mặt bằng cách sử dụng oxit dẫn điện trong suốt (TCO) làm điện cực phía sau. Kỹ thuật Bandgap của ô con trên cùng đã được triển khai để có được sự phù hợp hiện tại dưới nhiều ánh sáng phía sau khác nhau. Ảnh hưởng của albedo đến các tham số quang điện và phản ứng quang phổ đã được nghiên cứu một cách có hệ thống. Tính toán sản lượng năng lượng cho thấy mật độ công suất đầu ra cao hơn bằng cách sử dụng kiến ​​trúc hai mặt trong các điều kiện thực tế.

    Song song tất cả các perovskite nguyên khối hai mặt đã được chứng minh bằng cách sử dụng các điện cực phía sau trong suốt. Nó cho phép thu thập ánh sáng tác động vào mặt sau của cặp đèn. Đồng hồ hai mặt cho thấy sự cải thiện hiệu suất đáng kể hơn so với song song một mặt. Chỉ có dải tần ô trên cùng được điều chỉnh để đạt được sự phù hợp hiện tại của các mặt đồng hồ hai mặt với khả năng chiếu sáng phía sau, có giá trị đối với albedo dưới 40%. Đối với albedo trên 40%, mật độ hiện tại của song song là bão hòa. Các nhà nghiên cứu đề xuất giảm hơn nữa bandgap của các subcell trên cùng hoặc tăng bandgap của các subcell dưới cùng.

    Sử dụng SnO2 lắng đọng ALD và oxit dẫn trong suốt (ITO) làm các điểm tiếp xúc phía sau có thể tránh ăn mòn halogenua của các điện cực phía sau. Giảm hàm lượng bromua trong ô trên cùng có thể làm giảm sự phân ly halogenua. Song song hai mặt kính cho thấy năng suất thu được đáng kể trong các điều kiện thực tế với các cơ sở hiện tại khác nhau trong các điều kiện khí hậu khác nhau. Vì cặp song song tất cả perovskite hai mặt nhằm mục đích thu ánh sáng ở phía sau để tăng OPD, chúng dự kiến ​​sẽ được áp dụng ở quy mô tiện ích.

    Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng đồng hồ all-perovskite hai mặt của họ được chế tạo trên nền thủy tinh dạng lưới cũng có thể được xử lý trên nền linh hoạt cho song song all-perovskite hai mặt linh hoạt. Điều kiện khí hậu và cơ sở ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ và phổ của albedo. Cần có song song hai mặt tùy chỉnh với một dải khác nhau của các ô con hàng đầu được yêu cầu cho các điều kiện khí hậu và khu đất khác nhau. Kỹ thuật theo dõi năng lượng mặt trời sẽ thu hút song song hai mặt sử dụng albedo. Công trình này cho thấy tiềm năng của song song tất cả perovskite hai mặt như một kiến trúc thiết bị mới cho công suất đầu ra cao hơn với độ ổn định được nâng cao.

    Zalo
    Hotline