Halkogenid-silicijeve tandemske sončne celice ohranijo 80-odstotno učinkovitost po enem letu

Raziskovalci v Savdski Arabiji trdijo, da so s pravilno inkapsulacijo izboljšali stabilnost tandemskih sončnih celic kalcijevega titanita in silicija na prostem. Ob koncu prvega leta delovanja je faktor polnjenja celice ostal nad 70 odstotkov.

Halkogenid-silicijeve tandemske sončne celice

Znanstveniki na Univerzi za znanost in tehnologijo kralja Abdulaha (KAUST) v Savdski Arabiji so izvedli enoletni test na prostem za tandemsko sončno celico kalcijev titanit in silicij, ki jo razvijajo leta 2020. Ugotovili so, da je naprava ohranila več kot 80 odstotkov svojega začetno učinkovitost v obdobju testiranja od aprila 2021 do aprila 2022.

"Ne govorimo o 500 ali 1000 urah v nadzorovanem laboratorijskem okolju, ampak o resničnih meritvah na prostem v daljšem obdobju let." Raziskovalec Maxime Babics je za revijo Photovoltaics povedal, da so se testi šele začeli. "Zdaj, ko je izkoristek solarnih tandemskih celic presegel 30 odstotkov, mislim, da je čas, da se osredotočimo na stabilnost, in cilj nam je življenjska doba vsaj 20 let."

Skupina je nedavno opisala svoje ugotovitve v članku "Eno leto zunanjega delovanja ene same halkogenidne/silicijeve tandemske sončne celice", objavljenem v reviji Cell Reported Matter Science. Poudarjajo, da je robustna enkapsulacija bistvena za zmanjšanje napak, povezanih z enkapsulacijo.

Ti raziskovalci so spajkali dve kovinski žici na obeh straneh sončne celice, da bi razširili spoje elektrod. Nato so napravo inkapsulirali med dve plasti termoplastičnega poliuretana (TPU) in stekla, preden so sestav laminirali.

Tandemske sončne celice so razporedili pod kotom nagiba 25 stopinj proti jugu. Nato so jih preizkusili v testnem obratu KAUST v Savdski Arabiji pri globalni horizontalni obsevanosti (GHI) okoli 2240 kWh/m2.

Znanstveniki so povedali: "Kombinacija visokega obsevanja, visoke temperature in visoke relativne vlažnosti na mestu testiranja je ustvarila zahtevno okolje za sončne celice iz kalcijevega titanita in je tudi najbolj pomembna za preučevanje odpornosti fotovoltaične tehnologije na prostem."

Faktor polnjenja tandemske naprave je prve štiri mesece ostal nad 78 odstotkov, nato pa se je od avgusta do decembra postopno zmanjšal na približno 72 odstotkov. Ob koncu prvega leta poslovanja je ta vrednost ostala nad 70 odstotki.

Raziskovalci so povedali: "Ker je faktor polnjenja parameter, ki bo najverjetneje padel v zunanjih razmerah, nam takšni rezultati dajejo veliko zaupanja v izboljšanje stabilnosti serijske tehnologije."

Ugotavljajo, da bo celica do konca aprila 2021 še vedno ohranila več kot 80 odstotkov svoje začetne učinkovitosti.

Babics je dejal: "To pomeni, da smo naredili velik korak naprej pri stabilnosti na prostem, vendar je jasno, da imamo prostor za izboljšave. Pomembno je tudi omeniti, da je bila ta generacija tandemskih baterij razvita v našem laboratoriju konec leta 2020, in z veliko gotovostjo lahko rečem, da bo naslednja generacija tandemskih baterij, ki jih trenutno razvijamo, delovala še bolje."