افزایش بازده سلول‌های خورشیدی سیلیکونی با سزیم برومید

تیم بین‌المللی از پژوهشگران موفق به کشف روشی نوین برای افزایش بازده سلول‌های خورشیدی سیلیکونی شده‌اند. این گروه نشان داده است که استفاده از ترکیب یونی سزیم برومید (CsBr) می‌تواند به‌طور چشمگیری عملکرد این سلول‌ها را بهبود دهد.

در این پروژه، محققانی از دانشگاه ملبورن، دانشگاه نیو ساوت ولز (UNSW) و دانشگاه ملی استرالیا (ANU) همراه با همتایان خود در چین، هلند و آلمان مشارکت داشتند. یافته‌ها نشان داد که قراردادن CsBr به‌عنوان یک لایه میانی باعث ایجاد تماس‌های غیرفعال مؤثرتری می‌شود و در نتیجه راندمان تبدیل انرژی افزایش می‌یابد.

پژوهشگران در این مطالعه نشان دادند که استفاده از لایه‌های میانی نازک یونی می‌تواند به تشکیل تماس‌های اهمی با مقاومت پایین در سلول‌های خورشیدی منجر شود. در این میان، سزیم برومید (CsBr) عملکردی استثنایی از خود نشان داد؛ به‌ویژه هنگامی که با لایه‌های غیرفعال‌کننده مانند اکسید تیتانیوم (TiOx) ترکیب شد.

به گفته تیم تحقیقاتی، فرایند پخت حرارتی در دمای ۲۵۰ درجه سانتیگراد کیفیت غیرفعال‌سازی و تابع کار سلول را بهبود بخشید. ساختار بهینه‌شده حاصل، راندمانی بیش از ۱۹ درصد در حالت اولیه داشت و این عدد پس از پخت به مقدار چشمگیر ۲۰/۵ درصد رسید.

این دستاورد می‌تواند مسیر تازه‌ای برای غلبه بر چالش‌های طراحی تماس‌های غیرفعال‌ متداول، نظیر سیلیکون آمورف و پلی‌سیلیکون، فراهم کند؛ چرا که این روش‌های رایج اگرچه در کاهش بازترکیب مؤثرند، اما به‌دلیل جذب بخشی از نور، بازدهی را محدود می‌کنند. در مقابل، رویکرد مبتنی بر CsBr ضمن ایجاد تماس‌های باکیفیت، امکان جذب نور بیشتر را نیز فراهم می‌آورد.

پژوهشگران همچنین پیشنهاد کرده‌اند که برای ارتقای کیفیت غیرفعال‌کنندگی لایه‌ها، می‌توان از مواد بازتابنده‌تر مانند نقره (Ag) برای افزایش عملکرد استفاده کرد: «ما توانستیم به راندمانی بیش از ۲۰ درصد در یک سلول خورشیدی آزمایشگاهی برسیم که در آن از ساختار TiOx/CsBr/Al به‌عنوان تماس انتخابی الکترونی در پشت سلول استفاده شد.»

نتایج کامل این پژوهش در مجله Progress in Photovoltaics منتشر شده است.

بیشتر بخوانید: قدرتمندترین پنل خورشیدی جهان رونمایی شد؛ ماژول TOPCon با توان ۶۷۰ وات و راندمان ۲۴.۸ درصد