Двостране соларне ћелије од перовскита, следеће улагање?

Као представник треће генерације несилицијумских танкослојних батерија, перовскитне батерије су привукле велику пажњу од свог рођења. Произвођачи фотонапонских уређаја, тржишта капитала и групе за истраживање и развој имају велика очекивања од перовскитних соларних ћелија.

У поређењу са уобичајеним кристалним силицијумским соларним ћелијама на тржишту, перовскитне соларне ћелије имају више од 10 пута већи капацитет апсорпције светлости од кристалног силицијума, а ефикасност конверзије се стално побољшава. Такође су релативно лагани и танки, са богатим сценаријима примене и релативно ниским трошковима производње материјала. Недостатак је релативно лоша стабилност и релативно кратак век трајања.

Међутим, технолошке иновације и побољшања око перовскита непрестано се пробијају. Неки се фокусирају на мешање перовскита и кристалног силицијума да би се формирала наслагана соларна енергија. Постоје и истраживачки тимови који су развили двостране перовскитне ћелије како би побољшали ефикасност.

Пре неколико дана, истраживачки тим у Националној лабораторији за обновљиву енергију америчког Министарства енергетике (НРЕЛ) тврдио је да су њихове новоразвијене двостране перовскитне соларне ћелије постигле 91 одсто -93 процената.

Према експерименталној студији, двостране ћелије перовскита имају потенцијал да произведу 20 одсто више електричне енергије од једностраних перовскитних ћелија.

Студија под називом „Високоефикасне бифацијалне соларне ћелије перовскита са једним спојем“ објављена је у часопису Јоуле.

01

Пријем рефлектоване светлости на задњој страни је близу ефикасности предње стране

Такозвана двострана перовскитна соларна ћелија, као што име сугерише, значи да обе стране могу да ухвате сунчеву светлост да би генерисале електричну енергију, а сунчева светлост ухваћена на полеђини углавном долази од рефлектоване светлости испод модула.

Да ли ће ефикасност бити знатно смањена апсорбовањем рефлектоване светлости?

Ефикасност једностраних соларних ћелија достигла је рекордних 26 процената. Овог пута, НРЕЛ је тврдио да је ефикасност њихове полеђине 91-93 процената оне предње стране, а ефикасност реверзне стране може да достигне око 24 процента. Ефекат је и даље веома добар.

Истраживачи кажу да су конструисали двострану перовскитну соларну ћелију са модификованом дебљином која постиже веома блиску ефикасност под двостраним осветљењем. Користили су оптичке и електричне симулације да би одредили дебљину потребну за батерију.

Да би апсорбовао већину фотона у одређеним деловима соларног спектра, слој перовскита на предњој страни бифацијалне соларне ћелије мора бити довољно дебео, али не толико дебео да блокира фотоне. Тим је такође одредио идеалну дебљину задње електроде како би се минимизирали отпорни губици.

Вођен симулираним вредностима, истраживачки тим је дизајнирао бифацијалне ћелије са прецизном дебљином од 850 нанометара. То је много мање од дебљине људске косе, која је око 70,000 нанометара дебљине.

Истраживачи су поставили ћелију између два соларна симулатора да би проценили ефикасност постигнуту двостраним осветљењем. Директна светлост је усмерена напред, док задња прима рефлектовану светлост. Ефикасност перовскитних ћелија се повећава како се повећава однос рефлектоване светлости према предњем осветљењу.

02

Двострани перовскити су економичнији

НРЕЛ каже да је циљ бифацијалних перовскитних ћелија да се постигне ефикасност на предњој страни која је једнака ефикасности на једној страни, која је објављена за различите комерцијалне ћелије, као што је 28,6 процената за Оксфорд ПВ, док је ефикасност на задњој страни веома близу до ових нивоа. У тест ћелијама, ефикасност конверзије на предњој страни била је 23 процента, а ефикасност конверзије на задњој страни била је 91-93 процената ефикасности на предњој страни.

„Ова перовскитна ћелија може да функционише веома ефикасно на обе стране“, рекао је Каи Зху, виши научник у НРЕЛ-овом Центру за хемију и нанонауку.

Он је додао да иако је цена производње већа од цене једностраних ћелија, дугорочно гледано, производња енергије двостраних перовскита може бити 10-20 процената већа од оне код једностраних ћелија, што доказује да је двоструко -страни перовскити су економичнији.

Истраживање НРЕЛ-а, које финансира Канцеларија за технологије соларне енергије америчког Министарства енергетике, тренутно је у хипотетичкој фази.

Тренутно, једностране ћелије перовскита још нису у масовној производњи, а камоли бифацијалне ћелије. Индустрија верује да би перовскити могли ући на соларно ПВ тржиште, почевши од кровова и малих пројеката. У овим пројектима, висока ефикасност је критичнија од трошкова инсталације, а то захтева иновацију миофасцијалне технологије на првом месту. Управо сада, то је главна брига за оне који желе да ову технологију изнесу на тржиште.

Међутим, двострана соларна енергија је правац који научноистраживачка заједница непрестано истражује.

Раније је Холандски енергетски истраживачки центар (ЕЦН) објавио да је успешно развио двострану тандем перовскитну соларну ћелију са ефикасношћу до 30,2 одсто, што је за једну трећину веће од ефикасности конвенционалних соларних ћелија (око 20 одсто). -22 процената).

Ћелија усваја технологију танког филма перовскита, технологију кристалног силицијума и технологију двостраног силицијума. Осим што апсорбује сунчеву светлост на предњој страни ради генерисања електричне енергије, задња страна такође може да прими расејану светлост и рефлектовану светлост из околине како би произвела електричну енергију. Због тога има већу свеобухватну ефикасност производње енергије. Успешно је пробио границу једностраних соларних ћелија и постигао високу ефикасност фотоелектричне конверзије од 30,2 одсто.

У Кини већ постоје случајеви употребе соларне енергије бифацијалног кристалног силицијума. Хуадиан Тиањин Хаијинг 1 милион киловата "комплементарни" фотонапонски пројекат користи двострану соларну енергију. Електрана "комплементарна са светлом соли" је додала двострани дизајн производње електричне енергије. Не само да горња страна фотонапонског панела може директно да претвара електричну енергију, већ и задња страна може да апсорбује сунчеву светлост која се одбија од површине воде, што може повећати ефикасност производње енергије фотонапонске електране за 5 процената -7 процената.