Si-perovskiet tandem zonnecellen bereiken record 25,2% efficiëntie

- Aug 05, 2019-

Bron: perovskite-info


image

EPFL-team ontwerpt tandemcelbeeld van recordefficiëntie

 

De onderzoekers leggen uit dat het creëren van een effectieve tandemstructuur door twee materialen te superponeren geen gemakkelijke taak is. "Siliconenoppervlak bestaat uit een reeks piramides van ongeveer 5 micron, die licht opvangen en voorkomen dat het wordt gereflecteerd. De oppervlaktetextuur maakt het echter moeilijk om een homogene film van perovskiet af te zetten", legt Quentin Jeangros uit, die mede papier. Een veel voorkomend probleem in dergelijke cellen komt voort uit het feit dat wanneer het perovskiet in vloeibare vorm wordt afgezet, het zich ophoopt in de valleien tussen de piramides terwijl de pieken onbedekt blijven, wat leidt tot kortsluiting. Het team heeft dit probleem aangepakt door verdampingsmethoden te gebruiken om een anorganische basislaag te vormen die de piramides volledig bedekt. Die laag is poreus, waardoor het de vloeibare organische oplossing kan behouden die vervolgens wordt toegevoegd met behulp van een dunne-film-afzettingstechniek, spin-coating genaamd. De onderzoekers verwarmen vervolgens het substraat tot een relatief lage temperatuur van 150 ° C om een homogene film van perovskiet op de siliciumpiramides te kristalliseren.

 

"Tot nu toe was de standaardbenadering voor het maken van een perovskiet / silicium tandemcel het egaliseren van de piramides van de siliciumcel, waardoor de optische eigenschappen en dus de prestaties ervan afnamen, voordat de perovskietcel erop werd afgezet. Het voegde ook stappen toe aan het productieproces ', zegt een teamlid.

 

Het nieuwe type tandemcel is zeer efficiënt en direct compatibel met monokristallijne op silicium gebaseerde technologieën, die profiteren van een langdurige industriële expertise en die al winstgevend worden geproduceerd. "We stellen voor om apparatuur te gebruiken die al in gebruik is, alleen een paar specifieke fasen toe te voegen. Fabrikanten zullen geen hele nieuwe zonne-technologie toepassen, maar gewoon de productielijnen bijwerken die ze al gebruiken voor cellen op siliciumbasis," legt uit Christophe Ballif, hoofd van EPFL's Photovoltaics Laboratory en CSEM's PV-Center.

 

Silicon-perovskite tandem solar cells


Op dit moment wordt onderzoek voortgezet om de efficiëntie verder te verhogen en de perovskietfilm meer stabiliteit op de lange termijn te geven. Hoewel het team een doorbraak heeft gemaakt, is er nog werk aan de winkel voordat hun technologie commercieel kan worden overgenomen.