تحسين الهياكل النانوية لكفاءة الخلايا الشمسية المترادفة

تتمتع الخلايا الشمسية المترادفة المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون كفاءة أعلى بكثير من خلايا السيليكون الشمسية فقط. فقد حقق المركز البحثي “HZB” ببرلين العديد من الأرقام القياسية العالمية من استخدام الخلايا المترادفة.

ففي نوفمبر 2021 ، حقق الفريق البحثي كفاءة موثقة بنسبة 29.8٪ باستخدام خلية ترادفية مصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون. و قد كان هذا رقمًا قياسيًا عالميًا لمدة ثمانية أشهر حتى صيف عام 2022 حيث نجح فريق سويسري في “EPFL” في تجاوز هذه النسبة.

إن الفريق البحثي من “HZB” الذي حطم الرقم القياسي السابق أعطى تفاصيل تصميمه في دورية Nature Nanotechnology بعنوان (تصميمات نانوية بصرية لخلايا شمسية مترادفة ومتجانسة عالية الكفاءة من البيروفسكايت والسيليكون)*.

صورة للمسح المجهري الإلكتروني لخلايا بيروفسكايت السيليكون المرادفة

يذكر بيكر و هو أحد الباحثين الرئيسيين في الفريق البحثي “بأنهم قدموا بنية نانوية في الخلية المرادفة عبارة عن نسيج نانوي متموج على سطح السيليكون. والأكثر إثارة للدهشة أن هذا النسيج يجلب العديد من المزايا في وقت واحد: فهو يقلل من فقدان الضوء المنعكس ويضمن تكوينا انتظاميا لطبقة فيلم البيروفسكايت”.

في الختام ، توصل الباحثون إلى أن المواد النانوية المخصصة يمكن أن تساعد في تحسين جودة مواد أشباه الموصلات المصنعة من البيروفسكايت. هذه النتائج ليست فقط ذات قيمة للخلايا الشمسية المرادفة المصنوعة من البيروفسكايت والسيليكون ، ولكن أيضًا للثنائيات الباعثة للضوء القائمة على البيروفسكايت.

المصادر:
1) المقال الأصلي: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=61696.php
2) Tockhorn, P., Sutter, J., Cruz, A., Wagner, P., Jäger, K., Yoo, D., Lang, F., Grischek, M., Li, B., Al-Ashouri, A., Köhnen, E., Stolterfoht, M., Neher, D., Schlatmann, R., Rech, B., Stannowski, B., Albrecht, S., & Becker, C. (2022). Nano-optical designs enhance monolithic perovskite/silicon tandem solar cells toward 29.8% efficiency. https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-1439562/v1

الهوامش:

*Nano-optical designs for high efficiency monolithic perovskite-silicon tandem solar cells

الترجمة بتصرف من موقع نادي نانو