Silisyum ve perovskitten yapılmış tandem hücreler, güneş ışığının geniş enerji spektrumunu, ilgili tek hücrelerden daha verimli bir şekilde elektrik enerjisine dönüştürebilir. İlk kez, Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ve Güneş Enerjisi Araştırma Enstitüsü (ISFH) Hameln’den iki ekip, tandem cihazı oluşturmak için bir perovskit üst hücreyi PERC/POLO adı verilen silisyum hücreyle birleştirmeyi başardı. Bu önemli bir başarı çünkü p-tipi silisyum üzerindeki PERC silisyum hücreleri, dünya çapında üretilen tüm güneş hücrelerinin yaklaşık %50’lik bir pazar payına sahip olan fotovoltaiklerin gücünü oluşturmaktadır. Bu nedenle, PERC hücreleri için bir perovskit tandem yükseltmesi geliştirmek için bir perovskit/silisyum tandem teknolojisinin ticarileştirilmesi özellikle ilginçtir.
ISFH’deki ekip, silisyum alt hücrelerin arka tarafının bağlantısı için endüstri uyumlu bir PERC işlemi kullandı. Silisyum pulların ön tarafında, konsept hücrelerinin küçük alan kanıtı için uyarlanan POLO bağlantısı adı verilen başka bir endüstriyelleştirilebilir teknoloji kullanılmıştır.
HZB’de perovskit uzmanlığı
HZB’de şu işlem adımları gerçekleştirildi: İki alt hücre arasında bağlantı olarak kalay katkılı bir indiyum oksit rekombinasyon katmanı uygulandı. Bunun üzerine, bir perovskit hücre, HZB tarafından yapılan n-tipi silisyum heteroeklem hücreleri üzerinde mevcut dünya rekoru tandem hücresindekine benzer bir katman dizisi ile işlendi. Bu şekilde üretilen ilk perovskit PERC/POLO tandem hücreleri, yaklaşık 1 cm2lik aktif hücre alanında %21,3’lük bir verim elde etmektedir. Bu verimlilik, fizibilite çalışmasında optimize edilmiş PERC hücrelerinin verimliliğinin hala altındadır. Çalışmanın ilgili yazarı Dr. Lars Korte: “İlk deneysel sonuçlar ve optik simülasyonlar, işlem ve katman optimizasyonu yoluyla performansı önemli ölçüde artırabileceğimizi gösteriyor.” diye açıklıyor.
Uzmanlar, PERC benzeri alt hücre teknolojisine sahip bu perovskit/silisyum tandem güneş hücrelerinin Güç Dönüştürme Verimliliğini (PCE) %29,5 olarak tahmin ediyor. HZB ekibinden Dr. Silvia Mariotti, silisyum yüzeyinin perovskit tarafından kaplanmasını iyileştirme potansiyeli olarak tanımlamıştı. Mariotti: “Bu amaçla, silisyum pulların yüzeyi uyarlanabilir ve böylece verimlilik hızla yaklaşık %25’e çıkarılabilir.” diyor. Bu verimlilik, PERC tekli hücrelerinin verimliliğinden önemli ölçüde yüksektir.
Faruk Akkuş
Kaynak
https://techxplore.com/news/2022-02-workhorse-photovoltaics-combined-perovskit-tandem.html