Nouvelle cellule en tandem solaire: efficacité record de 29,8% grâce à l'auto-assemblage de monostrati
Les scientifiques de Fraunhofer ISE et Kaust ont développé une cellule solaire en tandem pérovskite-sicien plus efficace grâce à l'auto-évaluation des monostrati (SAMS), obtenant une augmentation de 1,3% dans l'efficacité de la conversion de la puissance et une plus grande stabilité du dispositif
Un tournant important dans le monde de photovoltaïque vient d'un groupe de chercheurs de Institut Fraunhofer pour les systèmes d'énergie solaire (Fraunhofer ISE) en Allemagne et le Université King Abdullah des sciences et de la technologie (KAUST) En Arabie saoudite. Les scientifiques en ont conçu un Perovskite-silicio en tandem à cellules solaires Cela, grâce à l'utilisation de Monostrati auto-égales (SAMS)a atteint unEfficacité record de 29,8% et une amélioration claire de la reproductibilité.
Parce que l'auto-évaluation des monostrati améliorent les cellules solaires
LE Monostrati auto-égales (SAMS) sont des matériaux innovants utilisés comme Les couches de transport des trous dans les cellules solaires de la pérovskite. Leur capacité à Réduire l'absorption des parasites, accélérer l'extraction des bureaux et passer efficacement l'interface Perovskite Cela les rend particulièrement intéressants pour les applications en photovoltaïque avancé. Cependant, le leur épaisseur, densité d'emballage et d'orientation Ce sont des paramètres difficiles à contrôler, limitant l'efficacité des cellules.
L'équipe de recherche a approfondi le rôle d'un paramètre jusqu'à présent peu exploré: la température de relief. «Nous avons découvert qu'en augmentant la température de relief de 100 ° C à 150 ° Cl'épaisseur du monostratus est réduite 5 nm à 1 nmtandis que sa densité de paquet s'améliore. Cela nous a permis de surmonter deux des principaux défis liés aux SAM « , a-t-il expliqué Ossama Er-Rajil'auteur principal de l'étude publiée sur Petites méthodes.
Pour analyser ces couches ultra-subtiles, les chercheurs ont utilisé une technique avancée, la Spectroscopie photoélectronique x in situce qui a confirmé les avantages de cette optimisation. Le résultat? UN La passivation de l'interface 2pacz / pérovskite s'est clairement amélioréeavec un impact direct sur les performances de la cellule solaire.
La structure de la cellule en tandem et les résultats obtenus
La cellule solaire développée par l'équipe en combine une Perovskite inversé de cellule supérieure avec un Cellule de silicium plus faible en hétérogyment (HJT). La partie supérieure se compose de:
- Oxyde de stagno fort (ITO),
- Couche 2pacz,
- Absorbitor à la pérovskite,
- Couche de transport d'électrons (ETL) à Fullerène (C60),
- Couche de tampon d'oxyde d'étang (snox),
- Couche de tampon supplémentaire dans ITO,
- Contact en métal argenté (AG),
- Revêtement anti-réfléchissant dans le fluorure de magnésium (MGF2).
Testé dans Conditions d'éclairage standardcette cellule a atteint unEfficacité de conversion de puissance de 29,8%. «Grâce à notre stratégie, nous avons eu un Augmentation de 1,3% Par rapport aux cellules traditionnelles, avec une amélioration claire de la reproductibilité « , ont déclaré des scientifiques.
L'étude, intitulée « Auto-assemblage des monocouches sélectives des trous pour les cellules solaires en tandem de pérovskite / silicium reproductives »montre que l'efficacité des cellules solaires dans la pérovskite basée sur SAMS a encore place à l'amélioration. Cette innovation pourrait représenter une étape décisive vers Une nouvelle génération de cellules solaires plus performantes et fiables.
La course à l'efficacité ne s'arrête pas
Innovation dans le domaine des cellules solaires Tandem pérovskite-silicio Il ne représente qu'une des nombreuses directions dans lesquelles le photovoltaïque évolue rapidement. En plus des progrès obtenus par l'équipe de Fraunhofer Ise et du Kausteune autre recherche récente a marqué un nouvel objectif: Les scientifiques indiens ont conçu une cellule solaire pérovskitique 2D-3D avec une efficacité record de 31,16%.
Le panorama de la recherche sur le tandem en crème solaire est en train de faire tourmenter dans le monde entier. Dans Chinel'Université polytechnique du nord-ouest de Xi'an en a développé une Tandem Perovskite-Semi-Transpliers à quatre terminaux Cellules terminalesqui utilise une couche protectrice dans Oxyde indio (in₂o₃) Pour améliorer l'efficacité et la durabilité. À Taïwanscientifiques deAcademia Sinica ont atteint une efficacité de la 31,5% avec une cellule tandem avec deux terminaux (2T)ouvrant la voie à une future industrialisation de la technologie.
Actuellement, le dossier d'efficacité pour Celle Tandem Perovskite-Silicio est détenu par la société chinoise Longiqui a atteint le 34,6% En 2023. Cependant, la recherche ne s'arrête pas: selon les experts de la Fraunhofer Isela limite théorique d'efficacité pour les cellules en tandem pourrait aller à 39,5%tant que vous développez de nouvelles architectures et des matériaux plus performants.
Source: Petites méthodes
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