توسط : لانگی موفق به ثبت راندمان ۳۳.۳۵ درصدی در سلول خورشیدی تاندم پروسکایت-سیلیکون انعطافپذیر شده است.
شرکت چینی Longi اعلام کرد که در آزمایشهای اخیر، به بازده تبدیل انرژی معادل ۳۳.۳۵ درصد برای یک سلول خورشیدی تاندم پروسکایت-سیلیکون انعطافپذیر با ابعاد ۱ سانتیمتر مربع دست یافته است. این موفقیت که در مجله Nature به چاپ رسیده، با استفاده از یک لایه بافر دوگانه حاصل شده که موجب بهبود چسبندگی بینلایهای شده و درعینحال، فرایند استخراج کارآمد بارهای الکتریکی را حفظ میکند. این رکورد توسط آزمایشگاه ملی انرژیهای تجدیدپذیر (NREL) تأیید شده است.
به گفته سخنگوی لانگی، این سلول روی یک ویفر سیلیکونی با ضخامت ۶۰ میکرومتر ساخته شده و قابلیت خم شدن تا شعاع انحنای ۱۵ میلیمتری را دارد، بهطوریکه میتوان آن را از وسط تا کرد. وزن این سلول نیز تنها ۴.۳۸ گرم اعلام شده است.
ساخت سلول خورشیدی تاندم پروسکایت-سیلیکون انعطافپذیر
لانگی برای ساخت این سلول تاندم، از روش ساخت لایه بافر دوگانه استفاده کرده است؛ روشی که به گفته شرکت، ضمن حفظ کارایی در استخراج بارهای الکتریکی، چسبندگی بینلایهای را بهطور قابلتوجهی بهبود میبخشد. چسبندگی بینلایهای در سلولهای انعطافپذیر از اهمیت ویژهای برخوردار است، زیرا این سلولها در مقایسه با نمونههای سخت، هنگام خمشدن تحت تنش مکانیکی بیشتری قرار میگیرند.
برای رفع این چالش، تیم پژوهشی ابتدا یک لایه بافر اکسید قلع (SnOx) را برای محافظت از لایه پروسکایت و لایههای انتقال بار در طول فرایند اسپاترینگ اکسید رسانای شفاف لایهنشانی کرد. سپس، لایه دوم SnOx با استفاده از روش رسوبدهی بخار شیمیایی (CVD) لایهنشانی شد تا علاوه بر بهبود استخراج بار، مقاومت الکتریکی در سطح مشترک با لایه فولرن باکمینستر (C60) را کاهش دهد؛ لایهای که مستعد لایهلایه شدن در اثر تنش محیطی است.
سلول بالایی حاصل، دارای یک ساختار تماس دولایه SnOx، لایه C60، یک تماس پشتی شفاف از جنس اکسید ایندیم-روی (IZO)، تماس فلزی نقره (Ag)، لایه جاذب پروسکایت، لایه فلوراید لیتیوم (LiF) و یک لایه انتقال حفره خودآرا (Self-assembled monolayer) ساختهشده از ترکیب اتیلندیآمونیوم دییدید (EDAI) است.
لانگی اعلام نکرده است که سلول سیلیکونی زیرین در این ساختار از نوع اتصال ناهمگون (HJT) است یا طراحی TOPCon دارد.
براساس آزمون انجامشده تحت شرایط استاندارد تابش نور، سلول تاندِم با ابعاد ۱ سانتیمتر مربع به راندمان چشمگیر ۳۳.۳۵ درصد دست یافته است. این سلول همچنین دارای ولتاژ مدار باز (Voc) برابر با ۱.۹۹۶ ولت، چگالی جریان اتصال کوتاه (Jsc) معادل ۱۹.۷۷ میلیآمپر بر سانتیمتر مربع، و ضریب پرشدگی (Fill Factor) معادل ۸۴.۵ درصد است.
با بهرهگیری از همان طراحی سلولی، پژوهشگران شرکت یک سلول بزرگتر با ابعاد ۲۶۰ سانتیمتر مربع و مبتنی بر ویفرهای M6 نیز ساختند که راندمان آن به ۲۹.۸ درصد رسید. این نتیجه توسط مرکز معتبر Fraunhofer ISE CalLab آلمان تأیید شده است.
به گفته لانگی، این سلولهای تاندِم اصلاحشده دوام مکانیکی قابل توجهی نیز از خود نشان دادهاند؛ بهطوریکه پس از ۴۳ هزار سیکل خمش با شعاع انحنا حداکثر ۴۰ میلیمتر در شرایط محیطی، بیش از ۹۷ درصد راندمان اولیه خود را حفظ کردهاند. همچنین در آزمایش چرخه حرارتی، پس از ۲۵۰ سیکل، حدود ۹۷ درصد راندمان اولیه همچنان حفظ شده است.
جزئیات کامل طراحی دستاورد در مجله Nature منتشر شده است.
بیشتر بخوانید: لانگی جزئیات کارآمدترین سلول خورشیدی سیلیکونی جهان را فاش کرد
