Tyrėjų komanda, vadovaujama profesorės Anitos Ho{0}}Baillie, Sidnėjaus universiteto (Australija) nanomokslų katedros Johno Hooke'o, pasiekė naują saulės technologijos rekordą didžiausio pasaulyje trigubo-perovskito-perovskito-silicio tandeminio saulės elemento atžvilgiu.
Jų 16 cm2trigubos-jungties elemento pastovios būsenos-galios konversijos efektyvumas yra 23,3 % (nepriklausomai sertifikuotas), o tai yra didžiausias tokio tipo didelio-ploto įrenginio. Jos komanda taip pat sukūrė 1 cm227,06% efektyvumo elementas, kuris nustatė naujus terminio stabilumo standartus (žr. vaizdo įrašą).
Efektyvumo padidėjimą skatina „didesnė erdvė galios konversijos efektyvumui,{0}}nes teorinė trigubos sankryžos efektyvumo riba yra ~51 %, o dvigubos sankryžos – apie 45 %“, – sako Ho{3}}Baillie, kuris taip pat yra susijęs su Sidnėjaus universiteto Net Zero institutu. „Viena jungtis yra 33%, jei saulės elemento pralaidumas nėra apribotas, o tik 30% siliciui.
Daugiajunginiai tandeminiai saulės elementai apima saulės elementų sujungimą su skirtingais tarpais-, kurių didžiausias yra į saulę -atsuktoje pusėje-, kad kiekvienas elementas galėtų efektyviau paversti saulės spektro dalis į elektros energiją ir sumažinti sub-pralaidos ir šilumos nuostolius.
„Pavyzdžiui, dviejų{0}}jungčių elemente viršutinė plačiajuosčio-juostos jungtis didesnę fotonų energiją paverčia elektros energija ir tai daro efektyviau nei siauresnės juostos jungtis,{2}}kurie sumažina šilumos nuostolius“, – aiškina Ho-Baillie. "Apatinės -energijos fotonas praeina per viršutinę plataus- juostos tarpo jungtį ir bus sugertas siauresnės juostos apatinės jungties elektros energijai konvertuoti. Jei apatinės jungties ten nebūtų, tokie mažesnės-energijos fotonai sukelia sub-juostos nesugerties praradimą."
Optiniai dizainai
Norėdami iliustruoti susijusius optinius dizainus, dvi pagrindinės komandos perovskito jungtys yra elektra sujungtos per aukso nanodaleles. „Naudojome optinį modeliavimą, kad imituotume nanodalelių aprėpties poveikį optiniams nuostoliams, o elektrinį modeliavimą, kad imituotume nanodalelės sukuriamą ominį kontaktą“, – aiškina Ho{1}}Baillie. "Busiausvyra pasiekiama, kai yra pakankamai nanodalelių, kad būtų minimalūs optiniai nuostoliai, nepakenkiant elektriniam veikimui."
Ho-Baillie komanda taip pat pagerino plačios juostos tarpo (1,91-eV) perovskito jungties stabilumą ir našumą, „pakeitusi rubidį mažiau stabiliu metilamoniu perovskite ir pakeisdama piperazinio dichloridą (PDCI) mažiau stabiliu pasyvuojančiu ličio sluoksniu“, – sako ji.
Ho{0}}Baillie atkaklumas norint įsivaizduoti itin ploną auksą tikrai pasiteisino. „Turi būti kritinis aukso kiekis, kad susiformuotų klasteriai, kurie pirmiausia taptų pusiau ištisiniu filmu“, – sako ji. "Daugiau aukso leis augti nenutrūkstamai plėvelei. Žemiau nei "spiečiaus" kritinis kiekis auksas bus nanodalelių pavidalu. Mūsų išvados įdomios yra tai, kad -nepertraukiamos arba nenutrūkstamos plėvelės-nereikia sujungti dvi jungtis. Nanodalelės, nors ir izoliuotos, yra pakankamos ominiam kontaktui tarp transportavimo jungties, kad būtų galima sumažinti nuostolius.
Ką šis efektyvumo rekordas reiškia laukui? „Mūsų demonstracijoje pateikiama įžvalgų apie svarbias medžiagų savybes, kurios padės ateityje pagerinti efektyvumą“, – sako Ho{0}}Baillie. "Nuostolių analizė taip pat pateikia rekomendacijas dėl būsimų efektyvumo patobulinimų-tiek mažo-, tiek didelio- ploto įrenginių. Toliau: 30 % triguba sankryža, kuri stumia 40 %."
Grupės darbe dalyvavo partneriai iš Kinijos, Vokietijos ir Slovėnijos, o paramą gavo Australijos atsinaujinančios energijos agentūra ir Australijos mokslinių tyrimų taryba.
