Nguồn: solliance.eu
Từ trái sang: Yifeng Zhao (TU-Delft), Mehrdad Najafi (TNO), Valerio Zardetto (TNO) và Dong Zhang (TNO) (ảnh Niels van Loon)
EINDHOVEN, ngày 26 tháng 9 năm 2022 - TNO, TU Eindhoven, imec và TU Delft, các đối tác tại Solliance, đã hợp lực để đẩy mạnh hơn nữa hiệu suất chuyển đổi của pin mặt trời song song vượt ra ngoài giới hạn của các mô-đun quang điện thương mại (PV) hiện nay. Lần đầu tiên, các thiết bị song song perovskite / silicon bốn đầu với ô trên cùng được chứng nhận vượt qua rào cản 30%. Hiệu suất cao như vậy cho phép nhiều điện hơn trên mét vuông và ít chi phí hơn cho mỗi kWh. Kết quả được trình bày trong Hội nghị Thế giới lần thứ 8 về Chuyển đổi Năng lượng Quang điện (WCPEC -8) tại Milan và đã đạt được bằng cách kết hợp pin mặt trời perovskite mới nổi với các công nghệ pin mặt trời silicon thông thường. Ô perovskite có các điểm tiếp xúc trong suốt và là một phần của ngăn xếp song song đã được chứng nhận độc lập.
Ngoài ra, việc đạt được mật độ công suất cao sẽ tạo ra nhiều cơ hội hơn để tích hợp các tế bào năng lượng mặt trời này vào các yếu tố xây dựng và tòa nhà, do đó, nhiều diện tích bề mặt hiện có hơn có thể được bao phủ bằng các mô-đun PV. Do đó, phá bỏ rào cản 30% là một bước tiến lớn trong việc đẩy nhanh quá trình chuyển đổi năng lượng và cải thiện an ninh năng lượng bằng cách giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.
TỐT NHẤT CỦA CẢ HAI THẾ GIỚI
Các thiết bị song song có thể đạt được hiệu suất cao hơn so với pin mặt trời tiếp giáp đơn vì việc sử dụng phổ mặt trời tốt hơn. Các thiết bị song song đang nổi hiện nay kết hợp công nghệ silicon thương mại cho thiết bị dưới cùng với công nghệ perovskite: công nghệ thứ hai có tính năng chuyển đổi hiệu quả cao của tia cực tím và ánh sáng nhìn thấy và độ trong suốt tuyệt vời thành ánh sáng hồng ngoại gần. Trong các thiết bị song song bốn đầu cuối (4T), các ô trên cùng và dưới cùng hoạt động độc lập với nhau, do đó có thể áp dụng các ô dưới cùng khác nhau trong loại thiết bị này. Công nghệ PERC thương mại cũng như các công nghệ cao cấp như dị liên kết hoặc TOPCon hoặc công nghệ màng mỏng như CIGS có thể được thực hiện trong một thiết bị song song 4T mà hầu như không có bất kỳ sửa đổi nào đối với pin mặt trời. Hơn nữa, kiến trúc bốn đầu cuối giúp nó dễ dàng triển khai song song hai mặt để nâng cao hơn nữa năng suất năng lượng.
Các nhà nghiên cứu từ Hà Lan và Bỉ đã cải thiện thành công hiệu quả của các tế bào perovskite bán trong suốt lên đến 19,7% với diện tích 3 × 3 mm2 theo chứng nhận của ESTI (Ý). "Loại pin mặt trời này có mặt sau rất trong suốt cho phép hơn 93% ánh sáng hồng ngoại gần chiếu tới thiết bị phía dưới. Hiệu suất này đạt được bằng cách tối ưu hóa tất cả các lớp của pin mặt trời perovskite bán trong suốt bằng cách sử dụng mô phỏng điện và quang học tiên tiến như một hướng dẫn cho công việc thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. " Tiến sĩ Mehrdad Najafi của TNO cho biết. "Thiết bị silicon là một tế bào năng lượng mặt trời không tiếp xúc rộng 20 × 20- mm2 có tính năng thụ động bề mặt được tối ưu hóa, các ôxít dẫn điện trong suốt và các tiếp điểm phía trước được mạ Cu để khai thác sóng mang hiện đại", Yifeng Zhao, nghiên cứu sinh tại TU Delft, người có kết quả gần đây đã được đánh giá ngang hàng. Thiết bị silicon được xếp chồng lên nhau về mặt quang học dưới perovskite đóng góp 10,4 điểm hiệu suất vào tổng chuyển đổi năng lượng mặt trời.
Kết hợp lại, 30,1 phần trăm là hiệu suất chuyển đổi của các thiết bị song song 4T phù hợp ngoài khu vực này hoạt động độc lập. Hiệu quả tốt nhất thế giới này được đo lường theo các quy trình được chấp nhận chung.
TƯƠNG LAI CỦA BỐN CHẾ ĐỘ PV TANDEM CUỐI CÙNG
Đây không phải là tất cả, việc kết hợp tế bào perovskite có độ trong suốt cao này với các công nghệ dựa trên silicon khác như tiếp xúc ngược (bọc kim loại xuyên qua và các tế bào tiếp xúc ngược được xen kẽ) và pin mặt trời TOPCon cũng đã mang lại hiệu suất chuyển đổi gần 30%. Điều này chứng tỏ tiềm năng của pin mặt trời perovskite có độ trong suốt cao và tính linh hoạt của chúng để kết hợp với các công nghệ đã được thương mại hóa.
Những hiệu quả tốt nhất thế giới thu được từ vô số công nghệ hiện tại là một cột mốc quan trọng hơn nữa đối với việc triển khai công nghiệp. "Giờ đây, chúng tôi đã biết các thành phần và có thể kiểm soát các lớp cần thiết để đạt hiệu quả trên 30%. Sau khi kết hợp với kiến thức và kiến thức chuyên môn về khả năng mở rộng thu thập được trong những năm qua để đưa vật liệu và quy trình đến với diện tích lớn, chúng tôi có thể tập trung vào Giáo sư Gianluca Coletti, Giám đốc chương trình ứng dụng và công nghệ Tandem PV tại TNO cho biết.
