Vnitřní fotovoltaické moduly s oxidem vápenatým a titaničitým s účinností přeměny přesahující 36 procent

Nedávno tým profesora Mai Yaohua z Institutu nových energetických technologií Jinan University získal nezávislou certifikaci třetí strany o více než 36procentní účinnosti konverze pro velkoplošné kalcium titanitové vnitřní fotovoltaické moduly, což je dosud nejvyšší hodnota hlášená na světě. Příslušné výsledky výzkumu byly publikovány v Advanced Science.

Technologie solárních článků využívající chalkogenid jako světlo pohlcující vrstvu získala v posledních letech velkou pozornost. Využití fotovoltaických článků pro vnitřní sklizeň energie při nízkém osvětlení může být široce používáno v průmyslovém internetu věcí, inteligentních domácnostech a aplikacích chytré mobility, ale pro dosažení vysoké účinnosti konverze vyžadují širokou optickou pásmovou mezeru. Optická mezera pásma chalkogenidových vrstev absorbujících světlo lze nastavit v širokém rozsahu, což umožňuje získat fotovoltaická zařízení s vysokou účinností konverze a týmy již uvedly vnitřní chalkogenidové fotovoltaické články s účinností přesahující 40 procent.

Avšak vysoký obsah bromu (Br) v chalkogenidových filmech se širokým pásmem může snadno způsobit jev separace fází a ovlivnit výkon zařízení. Tým Mai Yaohua zkoumal vztah mezi bandgapem a vnitřním fotovoltaickým výkonem chalkogenidových fotovoltaických článků a zjistil, že kromě separace fází jsou defekty vakance Br v chalkogenidové fotoabsorpční vrstvě jedním z hlavních faktorů omezujících napětí naprázdno. buňky. Ošetření pomocí materiálů s malými molekulami alkalických kovů bohatých na jód(I) účinně řeší problém s neobsazeností Br a zlepšuje účinnost konverze zařízení při slabém osvětlení. Vnitřní fotovoltaický modul s efektivní plochou 12,30 cm2 získal pod světelným zdrojem TL84 1000 luxů účinnost konverze 36,36 procent certifikovanou nezávislou třetí stranou, což je nejvyšší hlášená účinnost konverze kalcium-titanitového modulu pro slabé osvětlení na světě.

Ve stejné době tým vyvinul prototyp vnitřního systému sběru světelné energie založeného na chalkogenidovém fotovoltaickém modulu, který dosahuje vnitřního sběru světelné energie, sledování maximálního bodu výkonu, správu napájení a baterie, sběr okolní teploty a vlhkosti, komunikaci Bluetooth a ne- nabíjení. Kromě toho tým poznamenal, že přesné testování výkonu vnitřních fotovoltaických článků a standardizace testovacího procesu jsou zásadní pro industrializaci technologie.