Kỷ lục thế giới mới về pin mặt trời perovskite-trên-silicon-song song

Kỷ lục thế giới mới về pin mặt trời perovskite-trên-silicon-song song

    [Vui lòng đăng ký trang Youtube của Pacific Group tại

    https://www.youtube.com/channel/UCAxje1GxiUpZD6MEcR0f5Jg/videos

    Chúng tôi có các buổi chia sẻ về kinh doanh thực tế hàng tuần]

    Kỷ lục thế giới mới về pin mặt trời perovskite-trên-silicon-song song

    New world records: Perovskite-on-silicon-tandem solar cells

    Tấm bên trái và bên phải: Sơ đồ ghép perovskite-trên-silicon phẳng hoặc có kết cấu ở mặt trước của chúng. Tấm trung tâm phía trên: quét ảnh kính hiển vi điện tử của hai loại thiết bị do EPFL và CSEM phát triển. Các tấm trung tâm phía dưới: hình ảnh tương ứng. Nhà cung cấp: D. Türkay, Q. Jeangros, F. Sahli, C. Wolff.


    Tăng hiệu suất chuyển đổi điện năng của pin mặt trời là quan trọng vì hai lý do. Về lâu dài, đó là cách hiệu quả nhất để giảm chi phí bình đẳng của điện năng. Trong ngắn hạn, đó là cách tốt nhất để thúc đẩy quang điện cho các ứng dụng có không gian hạn chế (ví dụ: mái nhà, mặt tiền, xe cộ hoặc thậm chí là máy bay không người lái).

    Tuy nhiên, tất cả các pin mặt trời về cơ bản đều bị giới hạn bởi vật liệu mà chúng được tạo ra, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả mà chúng có thể đạt được. Các công nghệ pin mặt trời được áp dụng nhiều nhất cho đến nay được làm bằng silicon. Nhưng bất chấp thành công của silicon, nó có giới hạn hiệu quả lý thuyết là khoảng 29%. Hiệu suất hiện tại của công nghệ này thấp hơn 27% một chút, để lại một tỷ suất lợi nhuận rất nhỏ cho việc tăng hiệu quả trong tương lai.

    Trong cuộc chạy đua sáng tạo để vượt qua giới hạn này, các nhà khoa học đã thêm một (hoặc nhiều) (các) pin mặt trời bổ sung vào silicon để tạo thành pin mặt trời "song song". Ánh sáng nhìn thấy năng lượng cao hơn của mặt trời được hấp thụ trong ô trên cùng, trong khi ánh sáng hồng ngoại năng lượng thấp hơn được hấp thụ trong ô silicon đặt ở phía sau của ô. Các perovskite halogen đã được xác định là đối tác lý tưởng cho silicon, vì chúng có thể chuyển đổi ánh sáng nhìn thấy thành năng lượng điện hiệu quả hơn so với silicon đơn thuần mà không làm tăng quá nhiều chi phí chế tạo.

    Nhân đôi kỷ lục thế giới thành công

    Christophe Ballif, Trưởng Phòng thí nghiệm Quang điện EPFL và Trung tâm Năng lượng Bền vững của CSEM cho biết: “Chúng tôi đã vượt qua rào cản tâm lý. "Chúng tôi đã xác thực bằng thực nghiệm tiềm năng hiệu quả cao của các cặp perovskite-trên-silicon. Hiệu suất 30% đã đạt được với các loại vật liệu khác, cụ thể là chất bán dẫn III-V. Tuy nhiên, những vật liệu này và quy trình được sử dụng để tạo ra chúng quá đắt để duy trì quá trình chuyển đổi năng lượng — những thiết bị này đắt hơn một nghìn lần so với pin mặt trời silicon. Kết quả của chúng tôi là kết quả đầu tiên cho thấy rào cản 30% có thể được vượt qua bằng cách sử dụng các vật liệu và quy trình chi phí thấp, điều này sẽ mở ra triển vọng mới cho tương lai của PV. "

    Các nhà nghiên cứu từ Neuchâtel đã thành công trong việc cải thiện hiệu quả của hai loại perovskite-trên-silicon.

    Đầu tiên, họ điều chỉnh vật liệu và kỹ thuật chế tạo để lắng các lớp perovskite chất lượng cao từ dung dịch trên bề mặt silicon phẳng, đạt hiệu suất chuyển đổi điện năng 30,93% cho một pin mặt trời 1 cm2. Thứ hai, bằng cách nghiên cứu một phiên bản mới của kỹ thuật xử lý hơi / dung dịch lai tương thích với các bề mặt silicon có kết cấu, họ đã sản xuất ra pin mặt trời có hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 31,25% (lại trên 1 cm2).

    Những kết quả này tạo thành hai kỷ lục thế giới mới: một cho mặt phẳng và một cho kiến ​​trúc thiết bị có kết cấu. Cách tiếp cận thứ hai cung cấp dòng điện cao hơn và tương thích với cấu trúc của pin mặt trời silicon công nghiệp hiện tại. Kỷ lục chuyển đổi hiệu suất trước đây cho pin mặt trời song song perovskite trên silicon được thiết lập vào năm 2021 bởi một nhóm tại Helmholtz Zentrum Berlin, đạt 29,8%. Các hồ sơ mới của EPFL và CSEM đã được chứng nhận độc lập bởi Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL) tại Hoa Kỳ.

    Tương lai tươi sáng phía trước

    Quentin Jeangros của CSEM cho biết: “Những kết quả hiệu quả cao này giờ đây sẽ yêu cầu R & D thêm để cho phép mở rộng quy mô của chúng trên các diện tích bề mặt lớn hơn và để đảm bảo rằng những tế bào mới này có thể duy trì sản lượng điện ổn định trên các mái nhà của chúng tôi và các nơi khác trong suốt thời gian hoạt động tiêu chuẩn”, Quentin Jeangros của CSEM lưu ý.

    "Công nghệ perovskite trên silicon song song được cho là có tiềm năng vượt quá tiêu chuẩn hiệu suất 30%, nhưng đây là lần đầu tiên tiềm năng đã được dự đoán từ lâu này được chứng minh, hy vọng sẽ mở đường cho điện bền vững thậm chí rẻ hơn trong tương lai, "Christian Wolff của EPFL kết luận.

    Zalo
    Hotline