Sumber:solliance.eu
Dari kiri ke kanan: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) dan Dong Zhang (TNO) (foto oleh Niels van Loon)
EINDHOVEN, 26 September 2022 – TNO, TU Eindhoven, imec dan TU Delft, rakan kongsi dalam Solliance, bergabung tenaga untuk terus meningkatkan kecekapan penukaran sel suria tandem melebihi had modul fotovoltaik (PV) komersial hari ini. Buat pertama kalinya, peranti tandem perovskit/silikon empat terminal dengan sel atas yang diperakui melepasi halangan sebanyak 30 peratus . Kecekapan tinggi sedemikian membolehkan lebih banyak kuasa bagi setiap meter persegi dan kurang kos setiap kWj. Hasilnya dibentangkan semasa Persidangan Dunia mengenai Penukaran Tenaga Fotovoltaik (WCPEC-8) ke-8 di Milan dan telah dicapai dengan menggabungkan sel solar perovskite yang muncul dengan teknologi sel solar silikon konvensional. Sel perovskite yang mempunyai sesentuh lutsinar dan merupakan sebahagian daripada timbunan tandem telah diperakui secara bebas.
Selain itu, mencapai ketumpatan kuasa tinggi akan mewujudkan lebih banyak peluang untuk menyepadukan sel solar ini ke dalam elemen pembinaan dan bangunan, supaya lebih banyak kawasan permukaan sedia ada boleh diliputi dengan modul PV. Oleh itu, memecahkan halangan 30 peratus adalah satu langkah besar dalam mempercepatkan peralihan tenaga dan meningkatkan keselamatan tenaga dengan mengurangkan pergantungan kepada bahan api fosil.
YANG TERBAIK DARI KEDUA-DUA DUNIA
Peranti tandem boleh mencapai kecekapan yang lebih tinggi daripada sel suria simpang tunggal kerana penggunaan spektrum suria yang lebih baik. Tandem yang muncul pada masa ini menggabungkan teknologi silikon komersial untuk peranti bawah dengan teknologi perovskite: yang kedua menampilkan penukaran ultraungu dan cahaya nampak yang sangat cekap dan ketelusan yang sangat baik kepada cahaya inframerah dekat. Dalam peranti tandem empat terminal (4T), sel atas dan bawah beroperasi secara berasingan antara satu sama lain yang memungkinkan untuk menggunakan sel bawah yang berbeza dalam peranti jenis ini. Teknologi PERC komersial serta teknologi premium seperti heterojunction atau TOPCon atau teknologi filem nipis seperti CIGS boleh dilaksanakan dalam peranti tandem 4T dengan hampir tiada sebarang pengubahsuaian pada sel solar. Tambahan pula, seni bina empat terminal menjadikannya lurus ke hadapan untuk melaksanakan tandem dwimuka untuk meningkatkan lagi hasil tenaga.
Penyelidik dari Belanda dan Belgium telah berjaya meningkatkan kecekapan sel perovskit separa lutsinar sehingga 19.7 peratus dengan keluasan 3×3 mm2 seperti yang diperakui oleh ESTI (Itali). "Sel suria jenis ini mempunyai sentuhan belakang yang sangat telus yang membolehkan lebih 93 peratus cahaya inframerah dekat sampai ke peranti bawah. Prestasi ini dicapai dengan mengoptimumkan semua lapisan sel suria perovskit separa lutsinar menggunakan simulasi optik dan elektrik termaju sebagai panduan untuk kerja eksperimen di makmal." kata Dr Mehrdad Najafi dari TNO. "Peranti silikon ialah sel solar heterojunction 20×20-mm2 lebar yang menampilkan pempasifan permukaan yang dioptimumkan, oksida konduktif lutsinar dan sesentuh hadapan bersalut Cu untuk pengekstrakan pembawa terkini" kata pelajar Yifeng Zhao PhD di TU Delft, yang keputusannya telah disemak oleh rakan sebaya baru-baru ini. Peranti silikon yang disusun secara optik di bawah perovskit menyumbang dengan 10.4 peratus mata kecekapan kepada jumlah penukaran tenaga suria.
Jika digabungkan, 30.1 peratus ialah kecekapan penukaran peranti 4T padanan bukan kawasan ini beroperasi secara bebas. Kecekapan terbaik dunia ini diukur mengikut prosedur yang diterima umum.
MASA DEPAN EMPAT TERMINAL TANDEM PV MODUL
Ini bukan sahaja, menggabungkan sel perovskit yang sangat telus ini dengan teknologi berasaskan silikon lain seperti sentuhan belakang (balutan logam dan sel sentuhan belakang interdigitated) dan sel solar TOPCon juga telah menyampaikan kecekapan penukaran yang menghampiri 30 peratus . Ini menunjukkan potensi sel suria perovskit yang sangat telus dan fleksibilitinya untuk digabungkan dengan teknologi yang telah dikomersialkan.
Kecekapan terbaik dunia yang diperolehi daripada pelbagai teknologi sedia ada ini merupakan satu lagi kejayaan ke arah penggunaan industri. "Sekarang kami tahu bahan-bahan dan mampu mengawal lapisan yang diperlukan untuk mencapai kecekapan lebih 30 peratus. Setelah digabungkan dengan kepakaran skalabiliti dan pengetahuan yang dikumpul pada tahun-tahun lalu untuk membawa bahan dan proses ke kawasan yang luas, kami boleh fokus dengan kami rakan kongsi industri untuk membawa teknologi ini dengan kecekapan melebihi 30 peratus ke dalam pengeluaran besar-besaran" kata Prof. Gianluca Coletti, Pengurus Program Teknologi Tandem PV dan aplikasi di TNO.
