Fonte: perovskite-info.com
L'elettrodo NIO/Ag/NIO rivoluzionario aumenta l'efficienza e la durata delle celle solari bifacciali, promettenti scoperte in agrivoltaici, tecnologia automobilistica e altro ancora con la sua progettazione ultra-sottile e ad alta trasmittanza.
I ricercatori dell'Indian Institute of Technology hanno sviluppato un nuovo elettrodo trasparente NIO/Ag/NIO che migliora significativamente l'efficienza e la durata delle celle solari bifacciali perovskite. Questo elettrodo a tre strati, fabbricato utilizzando una tecnica di deposizione di vapore fisico a bassa energia, offre una bassa resistenza elettrica e un'alta trasmissione della luce visibile. Il design innovativo consente alle celle solari di ottenere efficienze di conversione di potenza del 9,05% e del 6,54% se illuminate da lati diversi, con un elevato fattore di bifacialità del 72%, indicando una cattura di luce efficace da entrambe le direzioni.
Le celle solari bifacciali hanno anche dimostrato una notevole durata, mantenendo l'80% della loro efficienza iniziale per oltre 1, 000 ore senza incapsulamento protettivo. La loro capacità di trasmettere luce significativa nella regione del vicino infrarosso li rende adatti per applicazioni nelle finestre termiche e optoelettroniche. Con un profilo sottile inferiore a 40 nm, l'elettrodo trasparente è ideale per l'integrazione nei materiali da costruzione e applicazioni in cella solare in tandem. Questo progresso potrebbe aprire la strada a applicazioni più ampie in agrivoltaici, tecnologie automobilistiche e altre innovazioni di energia solare.
In che modo l'elettrodo NIO/Ag/NIO migliora le prestazioni e la durata delle celle solari per perovskite bifacciale?
Assorbimento della luce migliorato: la struttura degli elettrodi NIO/Ag/NIO è progettata per ottimizzare l'assorbimento della luce minimizzando la riflessione e massimizzare la trasmissione. Lo strato d'argento (AG) funge da nucleo altamente conduttivo, mentre gli strati di ossido di nichel (NIO) su entrambi i lati fungono da rivestimenti antiriflesso, migliorando l'efficienza complessiva dell'assorbimento della luce della cella solare.
Conducibilità elettrica migliorata: l'argento è noto per la sua eccellente conducibilità elettrica. Incorporando un sottile strato AG, l'elettrodo riduce significativamente la resistenza elettrica, facilitando il trasporto di carica efficiente all'interno della cella solare. Ciò si traduce in efficienze di conversione di potenza più elevate rispetto ai materiali per elettrodi tradizionali.
Durabilità e stabilità: gli strati NIO non solo contribuiscono alla gestione della luce, ma proteggono anche lo strato d'argento dall'ossidazione e dal degrado ambientale. Questa caratteristica protettiva migliora la stabilità a lungo termine e la durata delle celle solari, come evidenziato dalla loro capacità di mantenere l'80% della loro efficienza iniziale in periodi prolungati senza incapsulamento.
Prestazioni bifacciali: il design bifacciale delle celle solari consente loro di catturare la luce dai lati anteriori e posteriori. L'elevato fattore di bifacialità del 72% indica che le cellule sono altamente efficaci nell'utilizzare la luce diffusa e riflessa, che è particolarmente benefica in ambienti con condizioni di illuminazione variabili.
Design sottile e leggero: con uno spessore totale inferiore a 40 nm, l'elettrodo NIO/Ag/NIO è eccezionalmente sottile e leggero. Ciò lo rende adatto all'integrazione in una varietà di applicazioni, tra cui fotovoltaici integrati per l'edificio (BIPV) e celle solari in tandem, dove il peso e lo spazio sono considerazioni critiche.
Applicazioni versatili: la capacità dell'elettrodo di trasmettere la luce nella regione del vicino infrarosso apre possibilità per il suo utilizzo nelle finestre termiche e nei dispositivi optoelettronici. Questa versatilità estende le potenziali applicazioni della tecnologia oltre la tradizionale generazione di energia solare.
Potenziale per agrivoltaici e tecnologie automobilistiche: le prestazioni migliorate e la durata di queste celle solari li rendono candidati ideali per i sistemi agrivoltaici, dove possono essere utilizzate per generare elettricità, consentendo al contempo una luce sufficiente per passare attraverso la crescita delle piante. Inoltre, la loro integrazione nelle tecnologie automobilistiche potrebbe portare a veicoli a energia solare più efficienti.
Scalabilità ed efficacia in termini di costi: l'uso di una tecnica di deposizione di vapore fisico a bassa energia per fabbricare l'elettrodo NIO/Ag/NIO suggerisce che il processo di produzione può essere ridimensionato in modo efficiente. Ciò potrebbe portare a una produzione economica, rendendo la tecnologia più accessibile per l'adozione diffusa in vari settori.