KAUST & Fraunhofer ISE đạt hiệu suất 33,1% cho pin năng lượng mặt trời tandem Perovskite–Silicon hoàn toàn có kết cấu bề mặt
Ngày: 5/9/2025
Tác giả/Tổ chức: Emiliano Bellini; Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE), Đức; King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), Saudi Arabia
Công bố: Science
Điểm nổi bật
-
Hiệu suất: 33,1% hiệu suất chuyển đổi năng lượng dưới điều kiện chiếu sáng chuẩn.
-
Điện áp: Điện áp mạch hở (Voc) 2,01 V.
-
Độ bền: Thử nghiệm ngoài trời tại bờ biển Biển Đỏ cho thấy độ ổn định “mở rộng”.
-
Điểm mới: Lần đầu tiên đạt được passivation bề mặt chất lượng cao trên silicon có kết cấu công nghiệp, cho phép kết hợp với lớp perovskite trên cùng.
Chi tiết kỹ thuật
Lớp Silicon dưới (Bottom Cell):
-
Vật liệu: Wafer silicon p-doped dạng float-zone dày 250 μm.
-
Bề mặt: Kết cấu kim tự tháp ngẫu nhiên hai mặt, kích thước kim tự tháp 1–4 μm.
-
Passivation: Lớp silicon amorphous nội tại/doped qua PECVD.
Lớp Perovskite trên (Top Cell):
-
Lớp dẫn lỗ (HTL): Methyl-substituted carbazole (Me-4PACz).
-
Lớp hấp thụ: Perovskite halide kép với cation formamidinium.
-
Lớp passivation:
-
p-phenylenediaminium iodide (PDAI)
-
Xử lý bề mặt: 1,3-diaminopropane dihydroiodide (spin-coating 4000 rpm, nung 100°C)
-
Đổi mới chính:
-
Passivation hiệu quả trên bề mặt perovskite không bằng phẳng cho phép tích hợp với silicon có kết cấu, vốn là thách thức lớn trước đây cho các pin tandem.
Ý nghĩa
-
Passivation bề mặt là yếu tố then chốt để nâng cao hiệu suất và độ bền của pin mặt trời.
-
Phát triển này có thể thúc đẩy công nghiệp hóa pin tandem Perovskite–Silicon, tương tự như passivation đã cải thiện sản xuất công nghiệp pin silicon truyền thống.
Trích dẫn chuyên gia:
“Passivation bề mặt không chỉ là tính năng phụ, mà là yếu tố thiết yếu để tăng hiệu suất và độ bền của pin mặt trời.” – Stefan Glunz, Fraunhofer ISE
Bối cảnh nghiên cứu
-
Dựa trên các dự án trước của Fraunhofer: MaNiTU, PrEsto, Perle, được Bộ Kinh tế và Năng lượng Liên bang Đức tài trợ.
-
Hợp tác với các nhà nghiên cứu từ Đại học Freiburg và KAUST.
Bài báo: Electron accumulation across the perovskite layer enhances tandem solar cells with textured silicon, Science.
