الخلايا الشمسية الشفافة ثنائية الطبقة مع فيلم البيروفسكايت

من الخطر تطوير خلايا شمسية من البيروفسكايت في روسيا . ولكن في دول أخرى ، تتم دراسة هذا المعدن بنشاط ، مما يظهر نتائج واعدة. على سبيل المثال ، يقترح متخصصون من المختبر الفيدرالي السويسري لعلوم المواد والتكنولوجيا (EMPA) تصنيع خلايا ضوئية من طبقتين : الطبقة الشفافة العليا مصنوعة من البيروفسكايت ، والثانية - تعتمد على السيليكون. نظرًا لأن كل مادة تمتص الضوء من طيف مختلف ، فإن الكفاءة الإجمالية تزداد بشكل ملحوظ.

بالفعل تظهر العينات الأولى كفاءة 20.5 ٪. الباحثون واثقون من أن الكفاءة القصوى يمكن أن تتجاوز 30 ٪ ، في حين أن أفضل خلية ضوئية من السيليكون متعدد الطبقات أحادي الطبقة لن تنتج أكثر من 25 ٪.

تمتص طبقة البيروفسكايت الشفافة الطيف فوق البنفسجي والأزرق والأصفر. يمر الضوء الأحمر والأشعة تحت الحمراء من خلالها. تبلغ كفاءة هذه الطبقة 14.2٪ والشفافية 72٪.



تتكون الطبقة السفلية من خلايا CIGS (النحاس الإنديوم الغاليوم dyslenide) - تمت دراسة المواد في EMPA لسنوات عديدة.

طور المختبر تقنية فعالة لإنتاج الخلايا الشمسية من البيروفسكايت على شكل غشاء رقيق. يتم الإنتاج عند درجة حرارة 50 درجة مئوية فقط ، وتكلفة الفيلم منخفضة جدًا. يقولون أن هذه هي التقنية الأولى في العالم لإنتاج خلايا شمسية مزدوجة الطبقة وغير مكلفة وبأسعار معقولة ، لأن الخلايا الشمسية المركزة متعددة الطبقات (CPV) لا تلبي هذه الخصائص.

يقوم المختبر الرقيق والخلايا الكهروضوئية في EMPA الآن بتصنيع الخلايا الشمسية ثنائية الطبقة على أساس الأغشية الرقيقة متعددة الكريستالات ، ولكن من الممكن في المستقبل استخدام الأغشية البلاستيكية أو المعدنية المرنة. على أي حال ، التكنولوجيا مناسبة للإنتاج الضخم لمنتج غير مكلف.

في الحياة الحقيقية ، تعتمد تكلفة البطارية الشمسية فقط على تكلفة الوحدة نفسها مع الخلايا الضوئية. يقع النصف الثاني على البنية التحتية - العاكسون ، والكابلات ، وحاويات الخلايا الكهروضوئية ، والتصميم والتركيب. لاحظ ممثلو وكالة حماية البيئة (EMPA) أن هذه التكاليف الإضافية يتم تقليلها عند استخدام الخلايا الكهروضوئية بكفاءة أعلى ، لأن الأبعاد المادية لجميع الهياكل تقل مع الحفاظ على الطاقة.

Source: https://habr.com/ru/post/ar387153/