Chalcogenide-kísil tandem sólarsellur halda 80 prósent skilvirkni eftir eitt ár

Vísindamenn í Sádi-Arabíu halda því fram að þeir hafi aukið stöðugleika utandyra kalsíumtítanít-kísils sólfrumna með réttri hjúpun. Í lok fyrsta starfsárs hélst fyllingarstuðull frumunnar yfir 70 prósentum.

Kalkógeníð-kísil tandem sólfrumur

Vísindamenn við King Abdullah vísinda- og tækniháskólann (KAUST) í Sádi-Arabíu hafa framkvæmt árslanga prófun utandyra á kalsíumtítanít-kísilsólarsellu sem þeir eru að þróa árið 2020. Þeir komust að því að tækið hélt meira en 80% af upphafleg skilvirkni á prófunartímabilinu frá apríl 2021 til apríl 2022.

"Við erum ekki að tala um 500 eða 1,000 klukkustundir í stýrðu rannsóknarstofuumhverfi, heldur raunverulegar mælingar utandyra á viðvarandi árabili." Vísindamaðurinn Maxime Babics sagði í samtali við tímaritið Photovoltaics og benti á að prófanirnar væru aðeins nýhafnar. „Nú þegar nýtni sólarrafhlaðna er komin yfir 30 prósent held ég að það sé kominn tími til að einbeita sér að stöðugleika og við stefnum á að minnsta kosti 20 ára líftíma.“

Hópurinn lýsti nýlega niðurstöðum sínum í greininni „Eins árs útivinnsla á einni kalkógeníði/kísilsólfrumu“ sem birt var í tímaritinu Cell Reported Matter Science. Þeir benda á að öflug hjúpun sé nauðsynleg til að lágmarka bilanir sem tengjast hjúpun.

Þessir vísindamenn lóðuðu tvo málmvíra sitt hvoru megin við sólarselluna til að lengja rafskautssamskeytin. Þeir hjúpuðu síðan tækið á milli tveggja laga af hitaþjálu pólýúretani (TPU) og gleri áður en samsetningin var lagskipt.

Þeir raðaðu sólarsellunum í 25 gráðu halla sem snúa í suður. Þeir prófuðu þá síðan í KAUST prófunarstöðinni í Sádi-Arabíu við alþjóðlega lárétta geislun (GHI) um 2240 kWh/m2.

Vísindamennirnir sögðu: "Samsetning mikils geislunar, hás hitastigs og mikils rakastigs á prófunarstaðnum skapaði krefjandi umhverfi fyrir kalsíumtítanít sólarfrumurnar og er einnig mikilvægast til að rannsaka hörku ljósavirkjatækni utandyra."

Fyllingarstuðull tannemuppsetningar hélst yfir 78 prósentum fyrstu fjóra mánuðina og minnkaði síðan smám saman niður í um 72 prósent frá ágúst til desember. Í lok fyrsta rekstrarársins hélst þetta gildi yfir 70 prósentum.

Rannsakendur sögðu: "Þar sem fyllingarstuðullinn er sú færibreyta sem líklegast er til að lækka við aðstæður utandyra, gefa niðurstöður eins og þetta okkur mikið sjálfstraust í að bæta stöðugleika raðtækninnar."

Þeir taka fram að klefan mun enn halda meira en 80 prósentum af upphaflegri skilvirkni í lok apríl 2021.

Babics sagði: "Þetta þýðir að við höfum tekið stórt stökk fram á við í stöðugleika utandyra, en það er ljóst að við höfum pláss til að bæta. Það er líka mikilvægt að hafa í huga að þessi kynslóð af tandem rafhlöðum var þróuð í rannsóknarstofu okkar í lok árs 2020, og ég get sagt með mikilli vissu að næsta kynslóð af tandem rafhlöðum sem við erum að þróa mun skila enn betri árangri.“