Meest efficiënte bifaciale zonnepaneel biedt op dit moment 27% efficiëntie
De effectiviteit van zonnepanelen die op dit moment gebruikt worden ligt over het algemeen rond de 17%. Deze bifaciale panelen zouden ’n efficiëntie hebben van 27%.
De theorie:
Wetenschappers hebben tientallen celstructuren zonder elektronentransportlaag gesimuleerd en het optimale ontwerp geïdentificeerd met een Zr:In2O3-fronttransparante elektrode, een CuSCN-gattransportlaag en een NAN-achtertransparante elektrode. Ze hebben ook de dikte en bandgap geoptimaliseerd.
Onderzoekers uit India hebben een nieuwe bifaciale elektronentransportlaag (ETL)-vrije celstructuur voor flexibele apparaten voorgesteld. Ze optimaliseerden deze cel met behulp van SCAPS-1D simulatiesoftware, waarbij ze de meest effectieve combinatie van voorste transparante elektrode (FTE), gattransportlaag (HTL) en achterste transparante elektrode (RTE) selecteerden. De nieuwe structuur heeft een vermogensconversie-efficiëntie (PCE) bereikt van meer dan 27%.
“ETL-vrije perovskietzonnecellen (PSC’s) zijn de meest veelbelovende en acceptabele apparaten voor de ontwikkeling van flexibele PSC’s vanwege de verwerking bij lagere temperaturen, de eenvoudigste configuratie en de eliminatie van complexe voorbereidingsroutes, wat energie en tijd bespaart”, aldus de onderzoekers. “Ze kunnen eenvoudig worden verwerkt met de rol-naar-rolmethode, spuitcoating, inkjetprinten en kunnen worden ingekapseld met goedkope flexibele lagen.”
De wetenschappers begonnen met een referentiestructuur bestaande uit een FTE-laag van PFTO; interfacial defect layer (IDL)1; een perovskietlaag (FA0.75MA0.25PbI2.5Br0.5); IDL2; HTL-laag van Spiro-OMeTAD; IDL3; en een RTE-laag van Cu/Cu2O (PFTO/IDL1/FA0.75MA0.25PbI2.5Br0.5/IDL2/Spiro-OMeTAD/IDL3/Cu/Cu2O). Ze stelden de dikte van de perovskietlaag in op 600 nm.
“Na het selecteren van een geschikte FTE, zagen we dat de lagere waarde van de offset van de geleidingsband (CBO) bij de FTE/perovskiet-interface verbeterde apparaatprestaties vertoont vanwege de potentiaalputachtige structuur”, legde de groep uit. “CuI en CuSCN vertonen een superieure banduitlijning met de perovskietabsorberlaag in vergelijking met andere HTL’s, wat resulteert in verbeterde apparaatprestaties. De elektronenaffiniteit van RTE speelt een cruciale rol in de banduitlijning op de RTE/HTL-interface en dus in de prestaties van het apparaat.”
Nadat de PV-cel kampioenscel was afgerond, onderzocht de groep de bandgap en dikte ervan.
“De PCE van het apparaat neemt toe tot een geoptimaliseerde bandgap van 1,4 eV, waarmee een PCE van 24,65% (voorverlichting) en 25,48% (achterverlichting) wordt bereikt. Na deze bandgap begint de PCE af te nemen,” lieten de resultaten zien. “Na optimalisatie van de dikte van de absorberlaag (800 nm) met een defectdichtheid van 1,0 × 10^14 cm−3, verbetert de PCE tot 26,88% en 27,35%.”
Ze presenteerden hun resultaten in “Performance optimization of ETL-free bifacial perovskite solar cells for flexible devices: A simulation study,” dat onlangs werd gepubliceerd in Next Energy. Het team bestond uit onderzoekers van het Indiase National Institute of Technology en het Indian Institute of Technology.
Hier is de link naar dit artikel.
