جهش بزرگ در انرژی خورشیدی، پروسکایت-سیلیکون به بهره‌وری تاریخی ۳۴.۹% رسید

فناوری پروسکایت با جهش بزرگی، راندمان سلول‌های دوگانه پروسکایت-سیلیکون را به رکورد ۳۴.۹% رساند.

به گزارش روابط عمومی شرکت تأمین انرژی برق ایرانیان تابان، در طول 15 سال گذشته، سلول‌های خورشیدی پروسکایت به یکی از نویدبخش‌ترین فناوری‌های جدید در صنعت انرژی خورشیدی تبدیل شده‌اند. این فناوری به دلیل انعطاف‌پذیری بالای مواد پروسکایت و همچنین قابلیت فرآیندسازی محلولی، باعث شده است که بهره‌وری سلول‌های خورشیدی پروسکایت به طور سریع افزایش یابد.

سلول‌های خورشیدی تک‌اتصالی پروسکایت

تا سال 2025، بالاترین بهره‌وری برای سلول خورشیدی تک‌اتصالی پروسکایت برابر با 27% بوده است. این عملکرد توسط آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر (NREL) تایید شده است.

رکورد قبلی: رکورد قبلی متعلق به محققان دانشگاه علم و فناوری چین بود که موفق به دستیابی به بهره‌وری 26.7% در سلول خورشیدی تک‌اتصالی پروسکایت شدند. جزئیات این سلول به شرح زیر است:
- بهره‌وری: 26.7%
- مساحت دستگاه (سانتی‌متر مربع): 0.052 cm²
- ولتاژ مدار باز: V1.193
- چگالی جریان مدار کوتاه: mA/cm²26.49
- فاکتور پر شدگی: 84.2%

سلول‌های خورشیدی دوگانه پروسکایت-سیلیکون

سلول‌های خورشیدی سیلیکونی به دلیل پایداری ذاتی و عملکرد بالای خود، بیشترین کاربرد را در صنعت دارند. سلول‌های خورشیدی سیلیکون هتروساختار به عنوان سلول‌های سیلیکونی با بالاترین بهره‌وری در حالت تک‌اتصالی، دارای بهره‌وری 27.8% هستند.

با نزدیک شدن به حداکثر بهره‌وری تئوریک برای سلول‌های خورشیدی، سلول‌های دوگانه راهی برای افزایش بهره‌وری سلول‌ها فراهم می‌کنند. پروسکایت‌ها به دلیل سازگاری و انعطاف‌پذیری بالا، گزینه مناسبی برای ساخت سلول‌های دوگانه پروسکایت-سیلیکون هستند.

تا سال 2025، بالاترین بهره‌وری برای سلول خورشیدی دوگانه پروسکایت-سیلیکون معادل 34.9% بوده است. این عملکرد نیز توسط NREL تایید شده است.

بالاترین بهره‌وری تایید شده توسط Longi Solar:
- بهره‌وری: 34.9%
- مساحت دستگاه (سانتی‌متر مربع): 1 cm²
- ولتاژ مدار باز: V1.99
- چگالی جریان مدار کوتاه: mA/cm²21.1
- فاکتور پر شدگی: 82.8%

سلول‌های دوگانه پروسکایت-سیلیکون با استفاده از لایه پروسکایت در بالا برای جذب فوتون‌های با انرژی بالا (نور آبی و سبز) و لایه سیلیکونی در پایین برای جذب فوتون‌های با انرژی پایین‌تر (نور قرمز و مادون قرمز)، بهره‌وری بالاتری از سلول‌های تک‌اتصالی دارند.

سلول‌های خورشیدی دوگانه پروسکایت-پروسکایت

علاوه بر سلول‌های دوگانه پروسکایت-سیلیکون، محققان همچنین در حال توسعه سلول‌های خورشیدی دوگانه پروسکایت-پروسکایت هستند که در آن دو لایه از مواد پروسکایت برای بهبود بهره‌وری استفاده می‌شود. این سلول‌ها به دلیل پتانسیل بالای خود برای افزایش بهره‌وری و حفظ هزینه پایین مواد پروسکایت، بسیار جذاب هستند.

تا سال 2023، بالاترین بهره‌وری برای سلول خورشیدی دوگانه پروسکایت-پروسکایت معادل 30.1% بوده است. این بهره‌وری نیز توسط NREL تایید شده است.

چرا سلول‌های دوگانه؟

سلول‌های دوگانه، چه پروسکایت-سیلیکون و چه پروسکایت-پروسکایت، به عنوان آینده فناوری سلول‌های خورشیدی شناخته می‌شوند زیرا آن‌ها بهترین ویژگی‌های مواد مختلف را ترکیب می‌کنند و به حداکثر کردن تبدیل انرژی کمک می‌کنند. با پیشرفت فناوری و ادامه تحقیقات، این سلول‌ها پتانسیل بالایی برای ارائه سلول‌های خورشیدی کارآمدتر و ارزان‌تر دارند که می‌تواند پذیرش جهانی انرژی خورشیدی را تسریع کند.

چالش‌ها و آینده

اگرچه سلول‌های خورشیدی پروسکایت پتانسیل زیادی دارند، هنوز با چالش‌هایی مانند پایداری در شرایط محیطی واقعی (مثلاً رطوبت و دما) و مقیاس‌پذیری تولید سلول‌های دوگانه با بهره‌وری بالا روبه‌رو هستند. اما با پیشرفت این فناوری و تحقیقات بیشتر، پیش‌بینی می‌شود که این چالش‌ها برطرف شوند و به راه‌حل‌های انرژی خورشیدی کارآمدتر و قابل اعتمادتر در سال‌های آینده منجر شود.

خلاصه: