Zdroj:solliance.eu
Zleva doprava: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) a Dong Zhang (TNO) (foto Niels van Loon)
EINDHOVEN, 26. září 2022 – TNO, TU Eindhoven, imec a TU Delft, partneři v Solliance, spojili své síly, aby dále posunuli účinnost konverze tandemových solárních článků za hranice dnešních komerčních fotovoltaických (PV) modulů. Poprvé čtyřkoncová tandemová zařízení perovskit/křemík s certifikovaným horním článkem překonávají bariéru 30 procent. Taková vysoká účinnost umožňuje vyšší výkon na metr čtvereční a nižší náklady na kWh. Výsledek je prezentován na 8. světové konferenci o přeměně fotovoltaické energie (WCPEC-8) v Miláně a byl dosažen kombinací vznikajícího perovskitového solárního článku s konvenčními technologiemi křemíkových solárních článků. Perovskitový článek, který má průhledné kontakty a je součástí tandemové sady, byl nezávisle certifikován.
Dosažení vysoké hustoty výkonu navíc vytvoří více příležitostí k integraci těchto solárních článků do konstrukčních a stavebních prvků, aby bylo možné pokrýt více stávající plochy pomocí fotovoltaických modulů. Prolomení hranice 30 procent je proto velkým krokem k urychlení energetického přechodu a zlepšení energetické bezpečnosti snížením závislosti na fosilních palivech.
NEJLEPŠÍ Z OBOU SVĚTŮ
Tandemová zařízení mohou dosáhnout vyšší účinnosti než solární články s jednoduchým spojením díky lepšímu využití slunečního spektra. V současnosti vznikající tandemy kombinují komerční křemíkovou technologii pro spodní zařízení s perovskitovou technologií: ta se vyznačuje vysoce účinnou konverzí ultrafialového a viditelného světla a vynikající průhledností na blízké infračervené světlo. U čtyřterminálních (4T) tandemových zařízení pracují horní a spodní články nezávisle na sobě, což umožňuje použití různých spodních článků v tomto druhu zařízení. Komerční technologie PERC stejně jako prémiové technologie jako heterojunction nebo TOPCon nebo tenkovrstvá technologie jako CIGS mohou být implementovány do 4T tandemového zařízení s téměř žádnými úpravami solárních článků. Kromě toho architektura se čtyřmi terminály umožňuje přímou implementaci bifaciálních tandemů pro další zvýšení energetického výnosu.
Výzkumníci z Nizozemska a Belgie úspěšně zlepšili účinnost poloprůhledných perovskitových článků až na 19,7 procenta s plochou 3×3 mm2, jak je certifikováno ESTI (Itálie). "Tento typ solárních článků se vyznačuje vysoce transparentním zadním kontaktem, který umožňuje více než 93 procentům blízkého infračerveného světla dosáhnout spodního zařízení. Tohoto výkonu bylo dosaženo optimalizací všech vrstev poloprůhledných perovskitových solárních článků pomocí pokročilých optických a elektrických simulací." jako průvodce pro experimentální práci v laboratoři." říká Dr Mehrdad Najafi z TNO. „Křemíkové zařízení je 20×20-mm2 široký, heteropřechodný solární článek s optimalizovanou povrchovou pasivací, průhlednými vodivými oxidy a poměděnými předními kontakty pro nejmodernější extrakci nosiče,“ říká Yifeng Zhao PhD student na TU Delft, jehož výsledky byly nedávno recenzovány. Křemíkové zařízení opticky naskládané pod perovskitem přispívá 10,4 procenty účinnosti k celkové přeměně sluneční energie.
Dohromady 30,1 procenta je účinnost konverze těchto 4T tandemových zařízení, která nejsou přizpůsobena oblasti, fungujících nezávisle. Tato nejlepší účinnost na světě se měří podle obecně uznávaných postupů.
BUDOUCNOST ČTYŘ TERMINÁLOVÝCH TANDEMOVÝCH FV MODULU
To není vše. Kombinace tohoto vysoce transparentního perovskitového článku s dalšími technologiemi na bázi křemíku, jako je zadní kontakt (kovový obal a vzájemně propojené články se zadním kontaktem) a solární články TOPCon také přinesly účinnost konverze blížící se 30 procentům. To demonstruje potenciál vysoce transparentních perovskitových solárních článků a jejich flexibilitu při kombinaci s již komercializovanými technologiemi.
Tato celosvětově nejlepší efektivita dosažená množstvím zavedených technologií je dalším milníkem směrem k průmyslovému nasazení. "Nyní známe ingredience a jsme schopni řídit vrstvy, které jsou potřeba k dosažení více než 30procentní účinnosti. Jakmile se spojí s odbornými znalostmi a znalostmi v oblasti škálovatelnosti získanými v minulých letech, abychom přinesli materiál a procesy do velké oblasti, můžeme se zaměřit na naše průmyslovým partnerům, aby zavedli tuto technologii s účinností přesahující 30 procent do sériové výroby,“ říká prof. Gianluca Coletti, programový manažer Tandemové fotovoltaické technologie a aplikací v TNO.
