Mezinárodní výzkumná skupina vytvořila průsvitné perovskitové solární články, které si zachovávají slušnou úroveň průměrné viditelné propustnosti (AVT) a zároveň nabízejí vyšší účinnost. Testovali různé konfigurace modulů a článků a vyrobili dvoukoncové perovskit-perovskitové tandemové zařízení s účinností 17,7 % při 12 % AVT.
Nový způsob výroby průsvitných článků
Skupina vědců pod vedením německého Technologického institutu v Karlsruhe (KIT) vyvinula nový způsob výroby průsvitných perovskitových fotovoltaických článků s mikroznaky. Ty by se mohly začít používat v tandemových solárních modulech určených pro aplikace v oblasti fotovoltaiky integrované do budov (BIPV).
„Zatímco průsvitná perovskitová multispojová zařízení se zvažovala a uznávala jako slibná cesta k vysoce účinným neutrálně barevným transparentním fotovoltaickým panelům, tolerance složitých perovskitových tandemových stohů vůči rozsáhlému laserovému popisování ještě není do podrobna prozkoumaná,“ uvedla výzkumná skupina.
Slušná úroveň účinnosti článků
Výzkumníci poznamenali, že články dosud poskytovaly slušnou úroveň účinnosti přeměny energie při zachování vysoké průměrné viditelné propustnosti (AVT). K výrobě perovskitového solárního článku s n-i-p architekturou a aktivní plochou 0,105 cm2 použili na zakázku zkonstruované zařízení pro laserové rýhování.
Zařízení je založené na substrátu z oxidu india a cínu (ITO), děrové transportní vrstvě z karbazolu (2PACz), elektronové transportní vrstvě z buckminsterfullerenu (C60), absorbéru na bázi methylamonium-trijodidu olovnatého (CH3NH3PbI3), bathocuproinové (BCP) vyrovnávací vrstvě a kovovém kontaktu ze zlata (Au).
Plochu článku zvětšili 40krát na 4 cm2, aby dosáhli AVT 30 %. Čtyři z těchto článků spojili do miniaturního modulu o ploše 20 x 4 mm.
„Monolitické sériové propojení je vyrobené pomocí laserového rýhování zavedených linek P1-P2-P3,“ vysvětlili.
Mini panel má účinnost 9,0 % při 32% AVT, napětí naprázdno 5,5 V, hustotu zkratového proudu 11,1 mA cm2 a faktor plnění 74 %.
Dvoukoncový tandemový článek
Skupina také sestrojila dvoukoncový (2T) tandemový perovskit-perovskitový solární článek. Ten dosáhl účinnosti přeměny energie až 17,7 % při 12 % AVT. Dosáhla také napětí při otevřeném obvodu 1,95 V, zkratového proudu 11,9 mA cm2 a faktoru plnění 77 %.
„Po následném upscalingu poskytuje průsvitný tandemový minimodul s plochou apertury 12,25 cm2, podobnou architekturou zařízení a vyrobený plně škálovatelnými metodami nanášení slibnou účinnost 10,3 % při 15 % AVT při dalších optimalizacích,“ uvedli.
Nejvýkonnější perovskitové tandemové solární články
Skupina tvrdí, že jde o dosud nejvýkonnější průsvitné perovskitové tandemové solární články vyrobené na výzkumné úrovni.
„Zařízení úspěšně demonstrují dobrý elektrický výkon i rovnoměrný optický dojem implementovaných gradientů propustnosti. To umožňují univerzální laserem popsané průsvitné fotovoltaické články,“ uvedli.
Technologii článků popsali v článku „Translucent perovskite photovoltaics for building integration“. Tento článek se nedávno objevil v časopise Royal Society of Chemistry.
Zdroje: pv-magazine, TowPoint
