Se combinato in una configurazione tandem a quattro terminali con un'efficiente cella Panasonic in silicio cristallino (c-Si) o con una cella CIGS flessibile Miasolé, offre nuove efficienze record di conversione della potenza rispettivamente del 28.7% e del 27.0%.
Tandem la tecnologia offre un percorso praticabile e interessante per aumentare l’efficienza delle celle e dei moduli solari commerciali. Quattro tandem terminali consentono di sfruttare l'esperienza e le pratiche già disponibili nel settore. Inoltre, quattro tandem terminali perovskite/c-Si possono essere ampiamente applicati e sono, ad esempio, molto vantaggiosi in combinazione con celle solari c-Si bifacciali che, a seconda dell’albedo effettivo, possono facilmente raggiungere una densità di generazione di energia totale altrettanto elevata pari a 320 W/m².
Per questa svolta, le competenze nella lavorazione delle celle solari in perovskite e nell'ottimizzazione delle prestazioni dei partner Solliance TNO, imec / EnergyVille e TU / e sono state combinate per sviluppare una cella solare in perovskite trasparente efficiente e altamente vicino all'infrarosso con un'efficienza del 18.6%.
Questa cella solare in perovskite è stata combinata con diverse architetture di celle solari di fondo e persino con diverse tecnologie di celle, il che dimostra l'ampia applicabilità dell'approccio tandem a 4 terminali:
- con un prototipo di cella IBC (c-Si Interdigitated Back Contact) Silicon Hetero Junction (SHJ) di Panasonic, è stata ottenuta un'efficienza tandem record del 28.7%;
- con una cella SHJ c-Si Metal Wrap Through (MWT) commerciale di Choshu Industry and Co, sviluppata da TNO, è stata ottenuta un'efficienza tandem del 28.2%;
- con una cella commerciale c-Si Passivated Emitter and Rear Contact (PERC) di Solarlab Aiko Europe GmbH, è stata ottenuta un'efficienza tandem del 27.7%;
- con una cella CIGS flessibile ottimizzata con band gap di MiaSolé, è stata realizzata un'efficienza tandem record del 27.0%.
Tutti questi risultati sono miglioramenti dell'efficienza assoluta di oltre l'1.5% rispetto ai record precedenti ottenuti nell'ambito della collaborazione Solliance.
La cella solare in perovskite in scala di laboratorio ha una dimensione di 9 mm2. La misurazione delle prestazioni del tandem a quattro terminali è stata effettuata secondo una procedura generalmente accettata.
"Queste prestazioni sono state ottenute regolando le proprietà optoelettriche della cella solare in perovskite per adattarle meglio alle proprietà ottiche della cella inferiore". dice il dottor Dong Zhang di TNO / Solliance. “Successivamente, abbiamo determinato i fattori di perdita nella configurazione a quattro terminali e li abbiamo ridotti al minimo passo dopo passo. Infine, abbiamo ottimizzato la gestione della luce dell'intero dispositivo tandem, in altre parole, abbiamo massimizzato l'assorbimento della luce nella cella solare tandem ".
"Questi risultati eccellenti costituiscono la base per la fase successiva dello sviluppo, che include l'upscaling dell'area e dei processi.", Afferma il dott. Mehrdad Najafi di TNO / (nella foto), "attualmente, processi di upscaling a basso costo per moduli di grandi dimensioni e il mantenimento delle stesse prestazioni vengono sviluppati dai partner di Solliance TNO e imec / EnergyVille. ", conclude il dott. Najafi.