2-терминальный тандемный солнечный элемент из перовскита с КПД 32,3%

Ученые из Центрального университета Джаркханда в Индии смоделировали новый двухполюсный тандемный солнечный элемент, полностью состоящий из перовскита. Сообщается, что его эффективность на 13% выше, чем у аналогичных устройств с теми же материалами на исследовательском уровне.

«Эта технология может быть непосредственно перенесена в реальное производство», — сказал исследователь Басудев Прадхан журналу pv. «Немногие солнечные компании уже производят тандемные солнечные элементы из перовскита и кремния, которые находятся на грани коммерциализации. Мы считаем, что все перовскитные тандемные солнечные элементы также могут производиться на коммерческой основе, не сильно завися от дорогостоящих кремниевых пластин».
2-терминальный тандемный солнечный элемент из перовскита с КПД 32,3%
Исследователи использовали программное обеспечение для измерения емкости солнечных элементов SCAPS-1D, которое является инструментом моделирования тонкопленочных солнечных элементов, разработанным Гентским университетом в Бельгии.

«С помощью этого программного обеспечения можно настраивать различные типы солнечных элементов, варьируя до семи слоев, для которых моделирование выполняется как в условиях темноты, так и в условиях освещения солнечного спектра AM 1.5G 1», — сказали они.

Чтобы сделать моделирование более реалистичным, они также учитывали объемные дефекты во всех слоях и дефекты интерфейса между слоями. Они построили ячейку с верхней перовскитной ячейкой с шириной запрещенной зоны 1,75 эВ и нижней перовскитной ячейкой с шириной запрещенной зоны 1,25 эВ.

Верхняя ячейка состоит из подложки из оксида индия и олова (ITO), слоя переноса дырок (HTL) на основе оксида меди (I) (Cu2O), слоя перовскита, буферного слоя батокупроина (BCP) и олова (IV). оксидный (SnO2) буферный слой. Нижняя ячейка состоит из подложки ITO, материала для переноса дырок (HTM) на основе PEDOT:PSS, материала перовскита, акцептора электронов из метилового эфира фенил-C61-масляной кислоты (PCBM), буферного слоя SnO2 и металлический контакт из серебра (Ag).

При моделировании в стандартных условиях освещения верхняя ячейка показала КПД 12,37%, напряжение холостого хода 0,806 В, ток короткого замыкания 18,30 мА/см2 и коэффициент заполнения 83,91%. Нижняя ячейка достигла КПД 19,93 %, в результате чего общее тандемное устройство достигло 32,3 %. По словам ученых, это сопоставимо с эффективностью 23,72%, достигнутой в аналогичных устройствах, построенных из тех же материалов на исследовательском уровне. Тандемная ячейка также имеет напряжение холостого хода 2,047 В, ток короткого замыкания 18,30 мА/см2 и коэффициент заполнения 86,23%.

«Эта работа по моделированию дает представление о количественной оценке ограничений параметров PV и понимании взаимозависимости одного от другого в отношении производительности устройства», — пояснили ученые. «Это также помогает найти оптимизированное значение различной толщины слоя устройства вместе с комбинацией ETL-HTL и ее связью с производительностью устройства».

«Пока мы не сделали точную оценку стоимости солнечной батареи, — сказал Прадхан. «Но LCOE для перовскитовых модулей, созданных с использованием этой технологии ячеек, определенно ниже, чем у нынешних основных модулей на основе кристаллического кремния».

Исследовательская группа представила технологию солнечных элементов в «Тандемном солнечном элементе с двумя выводами из перовскита с эффективностью 32,3% с помощью численного моделирования», который был недавно опубликован в Materials Today Sustainability.

«Эта работа обеспечивает новое направление для экспериментальной реализации с более высокой эффективностью преобразования энергии и устанавливает новый путь к разработке тандемных солнечных элементов, полностью состоящих из перовскитов», — заключила группа.

Источник

Прочитано 42 раз(а) c 28/11/2022

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.