Kaynak: eurekalert.org
Silikon çoğunlukla güneş ışığının kırmızı kısımlarını elektriğe dönüştürürken, perovskit bileşikleri öncelikle spektrumun mavi kısımlarını kullanır. Yığılmış silikon ve perovskitten oluşan bir tandem güneş pili böylece her bir hücreden tek başına önemli ölçüde daha yüksek verimlilik elde eder.
HZB Enstitüsü PVcomB'den Profesör Bernd Stannowski ve HZB'de bir Helmholtz Genç Araştırmacı Grubu'nun (YIG) başkanlığını yürüten Profesör Steve Albrecht, birçok kez monolitik tandem güneş pilleri için ortaklaşa yeni kayıtlar oluşturdular. 2018'in sonunda ekip, metal halojenür perovskit ile silikondan yapılmış ve yüzde 25,5'lik bir verim elde eden bir tandem güneş pili sundu. Ardından Oxford Photovoltaics Ltd. yüzde 28'lik bir değer açıkladı.
Şimdi HZB ekibi bir sonraki kaydı rapor edebilir. Yüzde 29,15'in değeri 24 Ocak Cuma günü Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü (İMKB) tarafından onaylandı ve şimdi ABD Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuarı'nın (NREL) çizelgelerinde yer alıyor. NREL grafiği, 1976'dan beri neredeyse tüm güneş pili tipleri için artan verimlilik seviyelerini izliyor. Perovskit bileşikleri sadece 2013'ten beri dahil edilmiştir - ve bu malzeme sınıfının etkinliği o zamandan beri diğer tüm malzemelerden daha fazla artmıştır.
"Bu hücre için Prof. Vytautas Getautis (Kaunas Teknoloji Üniversitesi) grubu ile işbirliği içinde özel bir elektrot temas katmanı geliştirdik ve aynı zamanda ara katmanları iyileştirdik", Albrecht grubundaki doktora öğrencileri Eike Köhnen ve Amran Al-Ashouri'yi açıklıyor. Yeni elektrot temas katmanı, perovskit bileşiğinin HZB HySPRINT laboratuvarındaki bileşiminin geliştirilmesine de izin verdi. Bu bileşik, tandem güneş pilinde aydınlatıldığında artık daha kararlıdır ve üst ve alt hücrelerin katkıda bulunduğu elektrik akımlarının dengesini geliştirir. Silikon alt hücre Stannowski'nin grubundan gelir ve üst ve alt hücreleri optik olarak birleştirmek için özel bir silikon oksit üst katmana sahiptir.
Bu bir santimetrekare hücreyi gerçekleştirmek için kullanılan tüm işlemler prensip olarak geniş yüzey alanları için de uygundur. Vakum biriktirme işlemlerinin yardımı ile ölçeklendirme, ilk testlerin zaten gösterdiği gibi çok umut vericidir.
Silikon ve perovskitten yapılmış tandem hücreler için gerçekçi pratik verimlilik sınırı yaklaşık yüzde 35'tir. Ardından, HZB ekibi yüzde 30'luk verimlilik bariyerini kırmak istiyor. Albrecht, bunun için ilk fikirlerin zaten tartışıldığını açıklıyor.