Němečtí vědci zkoumali roli povrchového texturování v tandemových buňkách perovskit-křemík a zjistili, že několik nových procesů nabízí možnost leptání menších, jednotnějších textur na povrch křemíkové buňky, než je dnešní průmyslový standard. To by mohlo pomoci usnadnit následný růst perovskitové buňky na křemíku. Což výzkumníkům a výrobcům umožní zaměřit se na vyšší výkon.
Vědci vedení německým Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) zkoumali, jak by práce na povrchu křemíkového článku mohla vést k dalšímu zlepšení výroby tandemových článků perovskit-křemík.
Při výrobě křemíkových plátků a článků má povrch plátku obvykle texturu malých pyramidových tvarů. Ty slouží ke snížení odrazu a zachycení více světla v článku. Této textury se obvykle dosahuje ponořením plátků do tekutých chemikálií, které odstraní část křemíku a zanechají texturovaný povrch.
Některé další procesy, obvykle zahrnující vypalování plazmové substance na křemíkový povrch, jsou známé tím, že nabízejí lepší kontrolu nad velikostí a jednotností hrbolků, které tvoří texturu. Většina výrobců je však považuje za příliš složité a nákladné, s pouze omezeným přínosem ve srovnání s mokrým chemickým procesem.
Umístění perovskitového solárního článku navrch však přidává nové požadavky na křemíkový povrch. Mnoho úspěchů, kterých se dosud dosáhlo s tandemovými články, se dosáhlo na křemíkovém článku bez texturování. Což usnadňuje integraci perovskitu, ale představuje ztracenou příležitost pro účinnost křemíkového článku. Skupina v HZB zkoumala některé ze složitějších texturovacích procesů a zjistila, že zvýšená kontrola a menší povrchové textury, by mohly vyřešit problém integrace perovskitu, nebo dokonce být opět zajímavé pro křemíkové články s jedním přechodem.
,,U tandemových článků je stejnoměrná a malá struktura Si zásadní. Proto, aby se mohl zpracovat vrchní článek perovskitu za mokra,“ vysvětlila skupina. ,,Ukázali jsme, že náhodné pyramidy o submikrometrové velikosti upraveným procesem mokrého leptání jsou zajímavým přístupem nejen pro takové tandemové solární články. Ale také pro solární články SHJ s jedním spojením.“
Nové požadavky na křemíkový povrch
Ve svém článku, Oboustranné nano-texturované povrchy pro průmyslově kompatibilní vysoce výkonné křemíkové heteropřechody a perovskitové/křemíkové tandemové solární články, publikované v Progress in Photovoltaics. Skupina popisuje experimenty s různými řešeními leptání. Zjistili, že změna složení roztoku jim umožnila kontrolovat velikost pyramid na povrchu, zachovat žádoucí antireflexní vlastnosti leptaného povrchu. A zároveň usnadnit umístění perovskitové vrstvy navrch.
,,Všechny parametry JV byly podobné nebo dokonce o něco lepší ve srovnání s parametry buněk s naší standardní mikrotexturou,“ uvedla skupina.
Pomocí těchto nových procesů nanotexturování skupina předvedla tandemovou buňku s účinností 28,9 %. Vědci uvedli, že mají přesvědčení, že se takový proces může příjimout ve velkém měřítku.
„Očekáváme, že prezentované procesy budou snadno implementovatelné v průmyslové výrobě. A přispějí tak k vývoji výrobního procesu pro vysoce účinné tandemové solární články,“ uvedli.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
