Нова архитектура за двулицеви слънчеви клетки преминава границата от 32% ефективност, комбинирайки TOPCon технология с перовскити. Това е важна стъпка за подобряване на фотоелектричната технология.
Слънчевите клетки отдавна са голяма индустрия. Технологията обаче продължава да търси начини за повишаване на ефективността. През последните години инженерите експериментират с нови архитектури, които да намалят загубите и да подобрят дългосрочната надеждност.
Това важи с особена сила за клетките от типа TOPCon. Те използват тунелно-оксидни пасивиращи контакти, които ограничават рекомбинацията на носителите. Но и тук има предел на възможностите.
Екип от Университета Сучоу в Китай Zhejiang Jinko Solar предлага нов подход. Той комбинира TOPCon със слой от перовскити. Така се използват предимствата на двата материала.
Перовскитите имат отлична способност да абсорбират светлина. Силициевата основа осигурява стабилност и зряла производствена база.
Решението обещава справяне с ключов компромис в досегашните дизайни на фотоволтаици и прави възможно производството на индустриални тандемни клетки с по-висока производителност.
Комбинирайки няколко технологични промени в структурата на слоевете, изследователите са успели да подобрят параметрите така, че да елиминират традиционните компромиси при подобен вид клетки.
Загубите от рекомбинация и от абсорбция се минимизират едновременно. Това е ключов технологичен пробив с пряко отражение върху крайната ефективност.
В индустриален прототип клетката достига 26,34% ефективност при стандартен размер. Отчетено е и високо напрежение на отворена верига.
Но по-интересното идва при тандемната конфигурация. Там TOPCon структурата, комбинирана с перовскитен горен слой, води до 32,73% сертифицирана ефективност.
Това е сериозен резултат, който показва добра съвместимост между технологиите. Подобни стойности вече се доближават до теоретичните лимити за еднослойни клетки.
Значението за индустрията е огромно. По-високата ефективност означава по-ниска цена на произведената енергия и по-добро използване на наличните площи. Това е критично за мащабното внедряване на възобновяеми източници.
Предстои допълнителна оптимизация. Изследователите планират да намалят ширината и дебелината на контактните „пръсти“ с цел още по-ниски оптични загуби.
Паралелно ще се работи върху задните контакти. Ще се изследват и фундаменталните процеси, особено механизмите на рекомбинация. Това ще стане при реални работни условия, а данните ще подпомогнат следващото поколение дизайни.
Голямо внимание учените искат да обърнат на стабилността. Перовскитите все още страдат от деградация във времето.
Намаляването на паразитната абсорбция в силициевия слой също остава приоритет за изследователите. Целта им е създаването на индустриално решение с дълъг живот.
