Pin mặt trời Tandem đạt hiệu suất 32,5%
Pin mặt trời song song perovskite/silicon. Bạn có thể thấy vùng hoạt động hơi xanh ở giữa tấm wafer, được bao bọc bởi điện cực kim loại, màu bạc. Ảnh: Johannes Beckedahl/Lea Zimmerman/HZB
Kỷ lục thế giới hiện tại về pin mặt trời song song bao gồm một tế bào đáy silicon và một tế bào perovskite trên cùng một lần nữa bị phá vỡ tại HZB. Pin mặt trời song song mới chuyển đổi 32,5% bức xạ mặt trời tới thành năng lượng điện. Viện chứng nhận Lắp đặt thử nghiệm năng lượng mặt trời châu Âu (ESTI) ở Ý đã đo tế bào song song và chính thức xác nhận giá trị này cũng được bao gồm trong biểu đồ NREL về công nghệ pin mặt trời, được duy trì bởi Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia, Hoa Kỳ.
Các nhà khoa học từ HZB có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của pin mặt trời song song perovskite/silicon. "Đây thực sự là một bước tiến lớn mà chúng tôi đã không lường trước được vài tháng trước. Tất cả các nhóm tham gia tại HZB, đặc biệt là Trung tâm Năng lực PV (PVComB) và các nhóm phòng thí nghiệm Đổi mới HySPRINT đã làm việc cùng nhau thành công và đầy đam mê," cho biết Giáo sư Steve Albrecht.
sửa đổi giao diện
Nhóm của Albrecht đã sử dụng thành phần perovskite nâng cao với sự sửa đổi giao diện rất thông minh. Các tác giả chính, tiến sĩ hậu tiến sĩ Silvia Mariotti và Tiến sĩ Eike Köhnen trong nhóm của Albrecht, đã phát triển một sửa đổi giao diện để giảm tổn thất tái hợp hạt tải điện và áp dụng phân tích chi tiết để hiểu các thuộc tính cụ thể của sửa đổi giao diện. Những phát triển này sau đó đã được thực hiện thành công trong pin mặt trời song song và với sự giúp đỡ của học trò Thạc sĩ Lea Zimmermann, kết hợp với những cải tiến quang học khác.
Ngoài ra, nhiều nhà khoa học và kỹ thuật viên khác đã giúp phát triển và chế tạo các tế bào song song để đạt được thành công này. Nhìn chung, các sửa đổi giao diện và quang học đã kích hoạt quang điện áp cao nhất (điện áp mạch hở) và mang lại hiệu quả kỷ lục mới cho công nghệ song song hấp dẫn này.
tiến độ nhanh
Sự phát triển liên tục về hiệu suất của nhiều viện nghiên cứu và công ty khác nhau trong những năm qua và đặc biệt là trong tháng vừa qua đã diễn ra khá thú vị đối với lĩnh vực này: Nhiều nhóm khác nhau từ HZB đã đạt được giá trị kỷ lục vào cuối năm 2021 với hiệu suất 29,8% được hiện thực hóa nhờ các kết cấu nano định kỳ. Gần đây hơn, vào mùa hè năm 2022, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Thụy Sĩ, lần đầu tiên báo cáo một tế bào song song được chứng nhận vượt qua rào cản 30% ở mức 31,3%, đây là một bước nhảy hiệu quả đáng chú ý so với giá trị năm 2021.
Hình minh họa cho thấy sơ đồ cấu trúc của pin mặt trời song song với một ô dưới cùng làm bằng silicon và một ô trên cùng làm bằng perovskite. Trong khi ô trên cùng có thể sử dụng các thành phần ánh sáng xanh, thì ô dưới cùng chuyển đổi các thành phần màu đỏ và cận hồng ngoại của quang phổ. Các lớp mỏng khác nhau giúp tận dụng tối ưu ánh sáng và giảm thiểu tổn thất điện năng. Ảnh: Eike Köhnen/HZB
Với giá trị được chứng nhận mới là 32,5%, kỷ lục một lần nữa trở lại ở HZB. Albrecht cho biết: "Chúng tôi rất vui mừng về giá trị mới vì nó cho thấy rằng công nghệ song song perovskite/silicon có triển vọng cao trong việc đóng góp vào nguồn cung cấp năng lượng bền vững".
Giám đốc khoa học của HZB, Giáo sư Bernd Rech, cho biết: "Ở mức 32,5%, hiệu suất pin mặt trời của bộ đôi HZB hiện nằm trong phạm vi mà trước đây chỉ đạt được bởi các chất bán dẫn III/V đắt tiền. Biểu đồ NREL cho thấy rõ mức độ ngoạn mục của hai mức tăng cuối cùng từ EPFL và HZB thực sự là vậy."
