Fonte: perovskite-info.com
Le innovative celle solari in tandem 4t perovskite-silicon promettono un aumento del 41% di efficienza, tagliando l'energia di produzione del 35% con fabbricazione a base di soluzione economica.
I ricercatori dell'Indian Institute of Technology Roorkee, CSIR-National Physical Laboratory e ACSIR hanno sviluppato un metodo di fabbricazione in termini di costi e basato sulla soluzione per una cella solare in tandem per quattro terminali (4T) perovskite-silicon. Questo design innovativo integra una cellula perovskite semitrasparente ad alte prestazioni (ST-PSC) con una cella solare in silicio eterojunzione ibrida (HHSC) come dispositivo inferiore. Gli HHSC, noti per la loro struttura semplice e la fabbricazione a bassa temperatura, mirano a ridurre il consumo di energia fino al 35% durante la produzione, sfruttando gli strati funzionali selettivi del vettore come PEDOT: PSS per una migliore efficienza.
Il team di ricerca ha selezionato PEDOT: PSS per il suo basso costo e facilità di preparazione, raggiungendo un'efficienza di conversione di potenza del 10,92% e un fattore di riempimento del 66,04%. L'assorbitore di silicio di tipo N strutturato migliora la qualità della giunzione riducendo la riflettanza superficiale e aumentando l'area di giunzione. Il top perovskite dispone di un substrato FTO trasparente e vari strati funzionali, con conseguente efficienza in tandem 4T del 15,41%, un miglioramento del 41% rispetto agli HHSC autonomi. Questi progressi, confermati da SCAPS -1 d simulazione, aprono la strada a celle solari in tandem 4T di prossima generazione, protetti da soluzione.
In che modo la nuova cella solare in tandem 4T perovskite-silicon migliora l'efficienza e riduce i costi?
Certamente! Ecco alcuni punti aggiuntivi su come la nuova cella solare in tandem 4T perovskite-silicon migliora l'efficienza e riduce i costi:
Assorbimento della luce migliorato: l'integrazione di una cellula perovskite semitrasparente con una cella solare in silicio consente un migliore utilizzo dello spettro solare. Lo strato di perovskite assorbe i fotoni ad alta energia, mentre lo strato di silicio cattura i fotoni a bassa energia, massimizzando l'assorbimento della luce complessiva e l'efficienza di conversione.
Costi di materiale ridotti: i materiali perovskite sono generalmente meno costosi del tradizionale silicio e il metodo di fabbricazione basato sulla soluzione riduce ulteriormente i costi di produzione minimizzando la necessità di elaborazione ad alta temperatura e costose tecniche di deposizione basate sul vuoto.
Resa di energia migliorata: combinando due tipi di celle solari, la struttura in tandem può ottenere rese di energia più elevate rispetto alle cellule a giunzione singola. Ciò è particolarmente vantaggioso nelle diverse condizioni di luce, in cui la cella tandem può mantenere una maggiore efficienza.
Un minor consumo di energia di produzione: l'uso di processi a bassa temperatura e strutture semplici nell'eterojunzione ibrida cella solare al silicio (HHSC) riduce l'energia richiesta per la produzione, contribuendo a un'impronta di carbonio inferiore e rendendo la tecnologia più sostenibile.
Scalabilità e flessibilità: il metodo di fabbricazione basato sulla soluzione è compatibile con la produzione su larga scala e può essere adattato a substrati flessibili, aprendo nuove applicazioni per la tecnologia solare in aree come il fotovoltaico integrato per l'edificio (BIPV) e i dispositivi solari portatili.
Aumento della stabilità e della durata: il design in tandem può potenzialmente migliorare la stabilità e la durata della vita delle celle solari distribuendo il carico termico ed elettrico in modo più uniforme attraverso gli strati, riducendo la velocità di degradazione dei materiali.
Potenziale per ulteriori guadagni di efficienza: la natura modulare del design in tandem 4T consente miglioramenti continui nei materiali e nei processi di ogni livello, offrendo un percorso a efficienze ancora più elevate quando vengono sviluppate nuove composizioni di perovskite e tecnologie di silicio.
Questi progressi evidenziano il potenziale delle celle solari in tandem 4T perovskite-silicon per rivoluzionare l'industria solare offrendo una soluzione più efficiente ed economica per la generazione di energia rinnovabile.
