Các nhà nghiên cứu ở Bangladesh đã thiết kế pin mặt trời song song hai điểm nối với thiết bị đáy dựa trên chất khử sắt (FeSi2), một vật liệu hấp thụ mới nổi được biết đến với độ ổn định nhiệt cao và đặc tính quang điện tử tốt. Mô phỏng của họ cho thấy ưu điểm của việc kết hợp dải cấm lớn hơn của tế bào cadmium Telluride phía trên và dải cấm nhỏ hơn của tế bào FeSi2 phía dưới.
Sơ đồ của pin mặt trời
Hình ảnh: Đại học Rajshahi, Heliyon, Giấy phép Creative Commons CC BY 4.0
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rajshahi ở Bangladesh đã mô phỏng pin mặt trời nối tiếp kép dựa trên hai thiết bị PV hoạt động trên các chất hấp thụ làm từ cadmium Telluride (CdTe) và sắt disilicide (FeSi2).
Pin mặt trời dựa trên FeSi2 vô cơ gần đây đã thu hút rất nhiều sự chú ý của cộng đồng khoa học vì các thiết bị này mang lại độ ổn định nhiệt vượt trội và đặc tính quang điện tử tốt so với pin mặt trời thông thường. Hơn nữa, Fe và Si dùng để tạo thành FeSi2 có rất nhiều trong tự nhiên.
Các nhà khoa học giải thích rằng tế bào song song của họ tận dụng lợi thế của việc kết hợp vùng cấm lớn hơn của tế bào CdTe phía trên và vùng cấm nhỏ hơn của tế bào FeSi2 phía dưới. Họ nhấn mạnh: “Tế bào trên cùng biến đổi các photon với năng lượng cao một cách hiệu quả đồng thời giảm thiểu tổn thất nhiệt và truyền quang phổ mặt trời ở vùng hồng ngoại gần đến tế bào phía dưới”. “Để cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng, điều quan trọng là phải giảm tổn thất không mong muốn tại điểm nối do phản xạ bề mặt Fresnel.”
Các nhà khoa học đã sử dụng phần mềm điện dung pin mặt trời SCAPS-1D do Đại học Ghent phát triển để mô phỏng cấu hình pin mới. Họ cho rằng tế bào trên cùng được xây dựng với lớp cửa sổ cadmium sulfide (CdS) loại n, chất hấp thụ CdTe và trường bề mặt sau (BSF) dựa trên molybdenum disulfide (MoS2). Ô phía dưới được thiết kế với lớp cửa sổ CdS loại n, chất hấp thụ FeSi2 và BSF đồng thiếc sunfua (Cu2SnS3).
Trong mô phỏng, nhóm nghiên cứu đã xem xét các thông số như dải năng lượng, độ dài khuếch tán và nồng độ pha tạp. “CdTe có vùng cấm 1,5 eV và ái lực điện tử 4,28 eV, trong khi vùng cấm và ái lực điện tử của FeSi2 lần lượt là 0,87 eV và 4,16 eV,” nó chỉ rõ. “Một đường nối đường hầm mảnh, tối ưu kết nối các ô trên và dưới với kiến trúc nguyên khối đã được giả định cho liên kết điện.”
Phân tích số cho thấy tế bào CdTe phía trên có thể đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng là 26,13%, trong khi tế bào FeSi 2 phía dưới có thể đạt tới 35,25%. Nó cũng chứng minh rằng thiết bị song song có thể đạt hiệu suất 43,91%, điện áp mạch hở 1,928 V, dòng điện ngắn mạch 25,338 mA/cm 2 và hệ số lấp đầy là 88,88%.
Các nhà khoa học khẳng định : “Những kết quả này cho thấy tính khả thi thực tế của việc chế tạo pin mặt trời song song nối đôi CdTe–FeSi 2 hiệu suất cao để chuyển đổi năng lượng mặt trời hiệu quả”.
Tế bào này được mô tả trong nghiên cứu “Thiết kế và tối ưu hóa pin mặt trời song song hai cực nối đôi dựa trên CdTe–FeSi 2 hiệu suất cao,” được xuất bản trên Heliyon .
Mời đối tác xem hoạt động của Pacific co.ltd:
Fanpage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLtd
