Tim ta' riċerkaturi mmexxi mill-Professur Anita Ho-Baillie, il-President John Hooke tan-Nanoxjenza fl-Università ta' Sydney fl-Awstralja, stabbilixxa rekord ġdid ta' teknoloġija solari għall-akbar ċellula solari tat-tip triple-junction perovskite-perovskite-silikon tandem fid-dinja.
Tagħhom 16-ċm2ċellula ta' junction triple-karatteristiċi ta' effiċjenza ta' konverżjoni tal-enerġija-stat fissi ta' 23.3% (ċertifikata b'mod indipendenti), li hija l-ogħla rrappurtata għal apparat ta'-erja kbira tat-tip tiegħu. It-tim tagħha ħoloq ukoll 1-cm2ċellula b'effiċjenza ta '27.06%, li stabbiliet standards ġodda ta' stabbiltà termali (ara l-vidjo).
L-ispinta għal kisbiet fl-effiċjenza hija mmexxija minn "spazju ikbar għall-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija-minħabba li l-limitu tal-effiċjenza teoretiku għal junction tripla huwa ~51%, filwaqt li għal junction doppja huwa madwar 45%," tgħid Ho-Baillie, li hija wkoll affiljata mal-Istitut Net Zero tal-Università ta' Sydney. "Junction waħda hija 33% jekk il-bandgap taċ-ċellula solari ma tkunx ristretta, iżda 30% biss għas-silikon."
Iċ-ċelloli solari tandem multijunction jinvolvu stivar ta' ċelloli solari b'bandgaps differenti-bl-ogħla fuq in-naħa tax-xemx-iħares lejn-biex jippermettu li kull ċellula tikkonverti sezzjonijiet tal-ispettru solari għal enerġija elettrika b'mod aktar effiċjenti u biex timminimizza sub-bandgap u telf ta' termalizzazzjoni.
"F'ċellula ta' żewġ-junction, pereżempju, il-junction-bandgap ta' fuq wiesgħa tikkonverti enerġija foton ogħla f'enerġija elettrika u tagħmel dan b'mod aktar effiċjenti minn junction bandgap idjaq-li tnaqqas it-telf ta' termalizzazzjoni," jispjega Ho-Baillie. "Il-foton tal-enerġija t'isfel-tgħaddi mill-junction-bandgap ta 'fuq wiesgħa u se jiġi assorbit mill-junction tal-qiegħ bandgap idjaq għall-konverżjoni tal-enerġija elettrika. Jekk il-junction t'isfel ma kienx hemm, fotoni tal-enerġija-baxx bħal dawn jirriżultaw f'telf ta' nonassorbiment sub-bandgap."
Disinji ottiċi
Biex jintwerew id-disinji ottiċi involuti, l-aqwa żewġ junctions perovskite tat-tim huma interkonnessi elettrikament permezz ta 'nanopartiċelli tad-deheb. "Użajna l-immudellar ottiku biex jissimulaw l-effett tal-kopertura tan-nanopartiċelli fuq it-telf ottiku, u l-immudellar elettriku biex jissimulaw il-kuntatt ohmiku magħmul min-nanopartiċelli," jispjega Ho-Baillie. "Jitlaħaq bilanċ meta jkun hemm numru suffiċjenti ta 'nanopartiċelli għal telf ottiku minimu mingħajr ma tiġi kompromessa l-prestazzjoni elettrika."
It-tim ta 'Ho-Baillie tejbet ukoll l-istabbiltà u l-prestazzjoni tal-junction perovskite bandgap wiesa' (1.91-eV) billi "ssostitwixxi r-rubidju mal-metilammonju inqas stabbli fil-perovskite u ssostitwixxi d-diklorur tal-piperazinium (PDCI) bil-wiċċ tal-litju inqas stabbli bħala fluworidu tal-lithium layer bħala ", passivating layer.
Il-persistenza ta' Ho-Baillie li trid tara d-deheb ultrarqiq tassew tat il-frott. "Jeħtieġ li jkun hemm ammont kritiku ta 'deheb biex jiffurmaw gruppi biex l-ewwel isiru film semikontinu," tgħid. "Aktar deheb se jippermetti li jitkabbar film kontinwu. Taħt l-ammont kritiku 'cluster', id-deheb se jkun fil-forma ta' nanopartiċelli. Dak li jagħmel is-sejbiet tagħna interessanti huwa li films-kontinwi jew mhux kontinwi-mhumiex meħtieġa biex jgħaqqdu żewġ junctions. In-nanopartiċelli, għalkemm iżolati, huma biżżejjed għal kuntatt ohmiku bejn il-ġonta ta' trasportazzjoni vertikali telf."
Xi jfisser dan ir-rekord ta' effiċjenza għall-qasam? "Id-dimostrazzjoni tagħna tipprovdi għarfien dwar proprjetajiet materjali importanti għal titjib futur fl-effiċjenza," tgħid Ho-Baillie. "L-analiżi tat-telf tipprovdi wkoll rakkomandazzjonijiet għal titjib fl-effiċjenza fil-ġejjieni-kemm għal apparati ta' żona żgħira- kif ukoll-kbar. Li jmiss: Junction tripla ta' 30%, li timbotta lejn 40%."
Ix-xogħol tat-tim involva sħab miċ-Ċina, il-Ġermanja u s-Slovenja, u rċieva appoġġ mill-Aġenzija Awstraljana tal-Enerġija Rinnovabbli u l-Kunsill tar-Riċerka Awstraljan.
