نویسنده: محمدامین دریافر، پژوهشگر علوم پایه سلول‌های خورشیدی 
زمان مطالعه: ۲ دقیقه
محققان و پژوهشگران دپارتمان انرژی آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر آمریکا (NREL) سلول خورشیدی تمام پروسکایت دولایه‌ای (All-perovskite tandem solar cell) را توسعه داده‌اند که ادعا می‌شود پربازده‌ترین سلول خورشیدی لایه‌نازکی است که تا به امروز از فن‌آوری‌ای غیر از فن‌آوری برپایه نیمه‌هادی‌های گروه III-V، ساخته شده است.
این سلول خورشیدی برپایه یک لایه بازترکیب پروسکایت با گاف انرژی عریض به‌نام Apex Flex است که قادر است در مقابل گرما، نور و تست‌های عملکردی مقاوم بوده و به‌طور همزمان ولتاژ بالا و قابل اعتمادی را تولید کند.
با رشد لایه‌نشانی اتمی (ALD)، ماده جدید چنین توصیف می‌شود: یک لایه هسته‌زایی متشکل از پلیمر بسیار نازک همراه با هیدروکسیل هسته‌دوست و گروه‌های آمینه ضروری برای هسته‌زایی یک لایه زینک اکسید آلومینیوم با هدایت الکتریکی کم.
به‌گفته محققان، سلول‌های خورشیدی دولایه (تندم) با ساختار دو ترمیناله برای ساخت ماژول‌های خورشیدی با راندمان بالا، چالش برانگیز هستند؛ چراکه مواد مختلف به‌کار رفته در سلول خورشیدی باید به‌گونه‌ای تنظیم و هماهنگ باشند که از محدودکردن عملکرد یکدیگر در شرایط نوری مشخص، جلوگیری کنند. در صورتی‌که این مساله حل شود، به‌دلیل حذف دو اتصال شفاف و به‌طور بالقوه یک لایه، سلول‌های خورشیدی چندلایه می‌توانند سبک‌تر و ارزان‌تر باشند.
شکل۱: سلول خورشیدی تمام پروسکایت دولایه‌ای (Tandem Solar Cell) منبع: JOULE
پیشنهاد مشاهده: ساخت سلول‌های خورشیدی ارگانیک یا آلی
پژوهشگران NREL دو چالش اصلی شانتینگ و اتلاف زیاد ولتاژ را که به‌ترتیب به‌دلیل لایه بازترکیب ضخیم اکسید قلع ایندیوم و جدایی هالید یودید – برومید ایجاد شده بودند را رفع کردند. اولین چالش از طریق ساخت یک لایه بازترکیب متراکم و نازک و چالش دوم با کاهش مقدار برم برطرف شد.
به‌گفته این تیم تحقیقاتی، ترکیب ایجاده‌شده، تشکیل سلول خورشیدی پروسکایت با گاف انرژی ۱/۷ الکترون-ولت با ولتاژ بالا و پایدار را امکان‌پذیر کرده است.
با پیشرفت‌های صورت گرفته، پژوهشگران دپارتمان انرژی آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر آمریکا موفق شدند که یک سلول خورشیدی تمام پروسکایت دولایه با راندمان ۲۳/۱ درصد با بستر سخت (شیشه) و راندمان ۲۱/۳ درصد با بستر انعطاف‌پذیر، بسازند.
Axel Palmstrom یکی از محققان این پروژه گفت: اقدام‌های انجام‌شده باعث‌شده است که سلول‌های خورشیدی تمام پروسکایت دولایه به تجاری‌سازی‌شدن نزدیک‌تر شوند و ما برای دیدن کاربردهای واقعی این سلول‌های خورشیدی در آینده‌ای نزدیک، بسیار هیجان‌زده هستیم.
منبع:
Enabling Flexible All-Perovskite Tandem Solar Cells–
دیدگاهتان را بنویسید