Wereldrecordefficiëntie van Perovskite silicium tandem zonnecel springt naar 29,15%

- Jan 31, 2020-

Bron: eurekalert.org


World Record Efficiency Of Perovskite Silicon Tandem Solar Cell Jumps To 29.15%


Terwijl silicium vooral de rode delen van zonlicht omzet in elektriciteit, gebruiken perovskietverbindingen voornamelijk de blauwe delen van het spectrum. Een tandem zonnecel gemaakt van gestapeld silicium en perovskiet bereikt dus een aanzienlijk hoger rendement dan elke afzonderlijke afzonderlijke cel.


Prof. Bernd Stannowski van het HZB Instituut PVcomB en Prof. Steve Albrecht, hoofd van een Helmholtz Young Investigator Group (YIG) bij HZB, hebben al meerdere malen gezamenlijk nieuwe records neergezet voor monolithische tandemzonnecellen. Eind 2018 presenteerde het team een tandem zonnecel gemaakt van silicium met een metaalhalogenide perovskiet met een efficiëntie van 25,5 procent. Toen kondigde Oxford Photovoltaics Ltd. een waarde van 28 procent aan.


Nu kan het HZB-team het volgende record melden. De waarde van 29,15 procent is gecertificeerd door het Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) op vrijdag 24 januari en verschijnt nu in de hitlijsten van het National Renewable Energy Lab (NREL), VS. De NREL-grafiek volgt de stijgende efficiëntieniveaus voor bijna alle soorten zonnecellen sinds 1976. Perovskiet-verbindingen zijn pas sinds 2013 opgenomen - en de efficiëntie van deze materiaalklasse is sindsdien meer toegenomen dan van enig ander materiaal.


"We ontwikkelden een speciale elektrodecontactlaag voor deze cel in samenwerking met de groep van Prof. Vytautas Getautis (Kaunas University of Technology), en ook verbeterde tussenlagen", leggen Eike Köhnen en Amran Al-Ashouri, promovendi in de groep van Albrecht, uit. De nieuwe elektrode-contactlaag maakte ook een verbetering van de samenstelling van de perovskietverbinding in het HZB HySPRINT-laboratorium mogelijk. Deze verbinding is nu stabieler bij belichting in de tandem zonnecel en verbetert de balans van elektrische stromen die worden bijgedragen door de bovenste en onderste cellen. De siliconen bodemcel is afkomstig van de groep van Stannowski en heeft een speciale toplaag van siliciumoxide voor het optisch koppelen van de bovenste en onderste cellen.


Alle processen die worden gebruikt om deze cel van één vierkante centimeter te realiseren, zijn in principe ook geschikt voor grote oppervlakken. Opschalen met behulp van vacuümdepositieprocessen is veelbelovend, zoals de eerste tests al hebben aangetoond.


De realistische praktische efficiëntielimiet voor tandemcellen gemaakt van silicium en perovskiet is ongeveer 35 procent. Vervolgens wil het HZB-team de 30% efficiencybarrière doorbreken. Albrecht legt uit dat de eerste ideeën hiervoor al ter discussie staan.