Gecombineerd in een vierterminal tandemconfiguratie met een efficiënte Panasonic kristallijn silicium (c-Si) cel of met een Miasolé flexibele CIGS-cel, levert dit nieuwe record-vermogensomzettingsrendementen op van respectievelijk 28.7% en 27.0%.
Tandem technologie biedt een haalbare en aantrekkelijke route om de efficiëntie van commerciële zonnecellen en -modules te vergroten. Met vier terminaltandems kan worden voortgebouwd op de ervaring en praktijken die al in de branche beschikbaar zijn. Bovendien kunnen vier terminale perovskiet/c-Si-tandems breed worden toegepast en zijn ze bijvoorbeeld zeer nuttig in combinatie met bifaciale c-Si-zonnecellen die, afhankelijk van het feitelijke albedo, gemakkelijk een totale energieopwekkingsdichtheid kunnen bereiken die zo hoog is als als 320 W/m².
Voor deze doorbraak werden de expertises in perovskiet-zonnecelverwerking en prestatie-optimalisatie van Solliance-partners TNO, imec / EnergyVille en TU / e gecombineerd om een efficiënte en zeer nabij-infrarood transparante perovskiet-zonnecel te ontwikkelen met een efficiëntie van 18.6%.
Deze perovskiet-zonnecel werd gecombineerd met verschillende architecturen van onderste zonnecellen en zelfs met verschillende celtechnologieën, wat de brede toepasbaarheid van de 4-terminale tandembenadering aantoont:
- met een prototype c-Si Interdigitated Back Contact (IBC) Silicon Hetero Junction (SHJ) -cel van Panasonic, werd een record tandemrendement van 28.7% behaald;
- met een commerciële c-Si Metal Wrap Through (MWT) SHJ-cel van Choshu Industry and Co, ontwikkeld door TNO, werd een tandemrendement van 28.2% behaald;
- met een commerciële c-Si Passivated Emitter and Rear Contact (PERC) cel van Solarlab Aiko Europe GmbH werd een tandemrendement van 27.7% behaald;
- met een band gap geoptimaliseerde flexibele CIGS-cel van MiaSolé, werd een record tandemefficiëntie van 27.0% gerealiseerd.
Al deze resultaten zijn meer dan 1.5% absolute efficiëntieverbeteringen van eerdere records die zijn verkregen binnen de Solliance-samenwerking.
De perovskiet-zonnecel op laboratoriumschaal heeft een afmeting van 9 mm2. De prestatiemeting van de vier terminaltandem is uitgevoerd volgens een algemeen aanvaarde procedure.
"Deze prestatie werd bereikt door de opto-elektrische eigenschappen van de perovskiet-zonnecel af te stemmen op de optische eigenschappen van de onderste cel." zegt dr. Dong Zhang van TNO / Solliance. “Vervolgens hebben we de verliesfactoren in de configuratie met vier terminals bepaald en deze stap voor stap geminimaliseerd. Ten slotte hebben we het lichtbeheer van het complete tandemapparaat geoptimaliseerd, met andere woorden, we hebben de lichtabsorptie in de tandemzonnecel gemaximaliseerd. ”
"Deze uitstekende resultaten vormen de basis voor de volgende fase in de ontwikkeling, waaronder schaalvergroting van het gebied en de processen.", Zegt dr. Mehrdad Najafi van TNO / (foto), "momenteel goedkope opschalingsprocessen voor grootschalige modules. en het behouden van dezelfde prestaties worden ontwikkeld door de Solliance-partners TNO en imec / EnergyVille. ”, besluit Dr. Najafi.