نوشته‌ها

سلول خورشیدی هیبریدی پروسکایت-آلی به راندمان رکوردشکن توان 24 درصد دست یافت

سلول خورشیدی هیبریدی پروسکایت-آلی به راندمان رکوردشکن توان 24 درصد دست یافت

دانشمندان کره‌ای یک سلول خورشیدی پروسکایت-آلی با یک لایه دوقطبی زیر نانومتری یکنواخت ساخته‌اند. این دستگاه در آزمایش‌ها راندمان تبدیل توان 24 درصد را ثبت کرد که یک رکورد جدید برای سلول‌های خورشیدی هیبریدی پروسکایت-آلی مبتنی بر سرب است.

محققان موسسه پیشرفته علم و فناوری کره (KAIST) و دانشگاه یونسی یک سلول خورشیدی هیبرید آلی-غیرآلی با راندمان بالا و پایداری بالا ساخته‌اند.

مقاله تحقیقاتی “سرکوب تجمع حفره‌ها از طریق رابط‌های دوقطبی زیر نانومتری در سلول‌های خورشیدی هیبریدی پروسکایت/آلی برای تقویت برداشت فوتون‌های نزدیک به مادون قرمز”، که در مجله Advanced Materials منتشر شده است، می‌گوید یک گلوگاه کلیدی برای بهبود راندمان در سلول‌های خورشیدی هیبریدی پروسکایت-آلی، عدم تطابق سطح انرژی در رابط پروسکایت/اتصال همگن حجیم (BHJ) است که منجر به تجمع بار می‌شود.

این مقاله می‌افزاید که سلول‌های خورشیدی پروسکایتی مبتنی بر سرب موجود از استفاده از تقریباً 52٪ از کل انرژی خورشیدی جلوگیری می‌کنند، زیرا طیف جذب آن‌ها محدود به ناحیه نور مرئی با طول موج 850 نانومتر یا کمتر است.

برای حل این مشکل، تیم تحقیقاتی دستگاهی هیبریدی طراحی کرد که یک اتصال همگن حجیم آلی (BHJ) را با پروسکایت ترکیب می‌کند، که منجر به یک سلول خورشیدی می‌شود که می‌تواند تا ناحیه نزدیک به مادون قرمز را جذب کند.

محققان یک لایه رابط دوقطبی زیر نانومتری، بر اساس ایزومری به نام B3PyMPM، را مستقیماً روی سطح پروسکایت معرفی کردند که ادعا می‌شود مانع انرژی بین پروسکایت و BHJ را کاهش می‌دهد. این امر باعث کاهش تجمع بار، به حداکثر رساندن سهم در ناحیه نزدیک به مادون قرمز و بهبود چگالی جریان به 4.9 میلی‌آمپر بر سانتی‌متر مربع شد.

این سلول با یک بستر ساخته شده از اکسید قلع ایندیوم (ITO)، یک لایه تک مولکولی خودآرایی بر اساس MeO-2PACz، جاذب پروسکایت، لایه رابط دوقطبی، رابط BHJ، لایه بافر باتوکپروئین (BCP) و یک تماس فلزی مس (Cu) ساخته شده است.

در آزمایش‌ها، این دستگاه هیبریدی به راندمان تبدیل توان 24 درصد دست یافت که نسبت به 20.4 درصد قبلی افزایش یافته است و طبق گفته مقاله تحقیقاتی، این یک رکورد برای سلول‌های خورشیدی هیبریدی پروسکایت-آلی مبتنی بر سرب است.

این دستگاه همچنین راندمان کوانتومی داخلی (IQE) بالایی را نسبت به مطالعات قبلی به دست آورد و به 78 درصد در ناحیه نزدیک به مادون قرمز رسید. همچنین پایداری بالایی را نشان داد و بیش از 80 درصد راندمان اولیه خود را پس از بیش از 800 ساعت در شرایط رطوبت شدید حفظ کرد.

جونگ-یونگ لی، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «از طریق این مطالعه، ما به طور موثر مشکلات تجمع بار و عدم تطابق باند انرژی را که سلول‌های خورشیدی هیبریدی پروسکایت-آلی موجود با آن مواجه بودند، حل کردیم و قادر خواهیم بود راندمان تبدیل توان را به طور قابل توجهی بهبود بخشیم در حالی که عملکرد جذب نور نزدیک به مادون قرمز را به حداکثر برسانیم. این یک پیشرفت جدید خواهد بود که می‌تواند مشکلات پایداری مکانیکی-شیمیایی پروسکایت‌های موجود را حل کند و محدودیت‌های نوری را برطرف کند.»

نویسنده: دپارتمان خبری آرا نیرو
منبع: مجله فتوولتائیک PV

/0 دیدگاه ها/توسط

شرکت لونگی سل های back-contact را با ثبت راندمان 27.09 درصد توسعه می دهد

شرکت لونگی سل های back-contact را با ثبت راندمان 27.09 درصد توسعه می دهد

 

متن خبر:

سازنده چینی ماژول LONGi یک سلول خورشیدی سیلیکونی کریستالی  heterojunction back-contact (HBC) ساخته است که دارای راندمان تبدیل 27.09 درصد است که رکورد خود LONGi را برای کارایی این نوع سلول شکسته است.

 

 این راندمان توسط مؤسسه تحقیقات انرژی خورشیدی Hamelin در آلمان تأیید شد و رکورد راندمان تبدیل LONGi برای سلول‌های HBC سیلیکونی را که در نوامبر 2022 به 26.81 درصد رساند، شکست. LONGi اشاره کرد که نوآوری فناوری اولیه در سلول جدید استفاده  از یک “فرایند الگوبرداری تمام لیزری” که جایگزین فرآیند فوتولیتوگرافی می شود – که در آن از نور UV برای تولید اجزای لایه نازک استفاده می شود، مانند مواردی که در سلول های خورشیدی استفاده می شود – که معمولا برای تولید این نوع سلول ها استفاده می شود.

 

 لی ژنگو، بنیانگذار و رئیس LONGi، گفت: «نوآوری رقابت اصلی شرکت‌ها است و LONGi متعهد به استفاده از انرژی خورشیدی برای ایجاد دنیای سبز است.  ما در LONGi معتقدیم که فتوولتائیک نقش مهمی در انتقال انرژی در سراسر جهان خواهد داشت.

 

 در حالی که این شرکت مشخص نکرده است که سلول چقدر به پیاده سازی تجاری نزدیک است، ترکیب معدنی آن می تواند منبع خوش بینی در بخش خورشیدی نیز باشد.  سلول جدید از یک پنجم ایندیم مورد نیاز یک سلول خورشیدی معمولی در لایه های اکسید رسانای شفاف خود استفاده می کند. ایندیم فلزی است که در تولید چنین لایه‌هایی استفاده می‌شود، اما ذخایر در سرتاسر جهان نادر است، به طوری که سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده (USGS) گزارش می‌دهد که اکثریت ایندیم از یک سنگ معدن جداگانه به نام اسفالریت سنگ سولفید روی استخراج می‌شود.

 

موسسه USGS گزارش داد که در سال 2021، پالایشگاه های چینی 530 تن ایندیم تولید کردند که بیش از نیمی از تولید جهانی 920 تن است و کاهش اتکای بخش خورشیدی به چنین ماده معدنی می تواند به تسلط چین بر بخش تولید جهانی پنل های خورشیدی کمک کند.

 

 نوامبر گذشته، LONGi یک رکورد راندمان تبدیل جداگانه را شکست، این بار برای سلول خورشیدی پروسکایت، با رقم 33.3%.

 

 این خبر به دنبال افزایش علاقه به سلول‌های خورشیدی با امکان back-contact از انواع مختلف است، با قرار دادن زیرساخت‌های اتصال در پشت پنل‌های خورشیدی که قسمت بیشتری نسبت به جلوی پنل را برای دریافت نور خورشید باز می‌کند و به طور بالقوه راندمان تبدیل کلی سلول را بهبود می‌بخشد.  سلول‌های back-contact احتمالاً از سلول‌های TOPCon (تماس با اکسید تونل غیرفعال شده) به عنوان نوآوری بزرگ بعدی در فناوری سلول پیروی می‌کنند، و کار LONGi فقط این انتقال را تسریع می‌کند.

 

شرکت LONGi همچنین اعلام کرد که پایگاه تولید Jiaxing آن توسط مجمع جهانی اقتصاد به عنوان یک “کارخانه جهانی فانوس دریایی” شناخته شده است و اولین پایگاه تولید ماژول خورشیدی است که به این عنوان تحسین شده است. این مرکز به شبکه جهانی فانوس دریایی WEF به عنوان یک کارخانه تولیدی که «عملیات مبتنی بر فناوری» مانند اتوماسیون و هوش مصنوعی را در بر می گیرد، می پیوندد.

منبع:

JP Casey

January 8, 2024

/0 دیدگاه ها/توسط

بزرگترین نیروگاه خورشیدی جهان احداث شد‎

ادامه مطلب
/0 دیدگاه ها/توسط

راهکار های شستشوی برای پنل خورشیدی

ادامه مطلب
/0 دیدگاه ها/توسط

کشف جدیدی که باعث بهبود عملکرد سلول خورشیدی آلی می شود

به نقل از روزنامه Solar Daily:

امروزه تقاضا برای سلول های خورشیدی آلی روندی رو به رشد دارد. این سلول ها نسبت به سلول های خورشیدی معمولی حاوی مواد ارزان قیمت تری بوده و سازگاری بیشتری با محیط زیست دارند اما بازدهی آن ها در تبدیل انرژی خورشید به برق، کمتر از سلول های خورشیدی معمولی می باشد.

اخیرا دانشمندان عضو مرکز مطالعات محاسباتی پدیده های برانگیخته در مواد انرژی، راه حلی برای افزایش بازدهی سلول های خورشیدی آلی ارائه کرده اند.
آنها منبعی فوق العاده سریع و کارامد را شناسایی کرده اند که حامل های متعدد بار الکتریکی را از یک تک ذره نور در کریستال های آلی تولید می کند.

این فرآیند که تقسیم تکی نامیده شده است، با تبدیل سریع مقدار بیشتری از انرژی خورشید به برق، به جای تبدیل آن به حرارت، تاثیر قابل توجهی در بهبود عملکرد سلول های خورشیدی آلی دارد. سرعت این فرآیند به قدری بالاست که در زمان چند ده فمتوثانیه انجام می شود و فرصت اثرگذاری به دیگر پدیده هایی که باعث اتلاف انرژی می شوند را نمی دهد.

در فرآیند تقسیم تکی، یک ذره کامپوزیتی متشکل از یک الکترون و یک حفره، به سرعت به دو جفت الکترون-حفره تبدیل می شود. در نتیجه پتانسیل حمل بار توسط ذره مذکور دو برابر شده و همچنین از تبدیل انرژی به حرارت جلوگیری می کند.

محققان خاطرنشان کردند که هنوز برای نزدیک کردن این یافته ها به شرایط دنیای واقعی گام های زیادی وجود دارد. برای مثال، آزاد شدن الکترون ها باید به نحوی موثر صورت بگیرد تا انرژی آن به خوبی مورد بهره برداری قرار گرفته و در نهایت عملکرد سلول های خورشیدی آلی بهبود یابد.

/0 دیدگاه ها/توسط