Fotovoltaïsche energieopwekking is een nieuwe kracht in de mondiale groene transformatie. Het wetenschappelijke onderzoeksteam van het Beijing Institute of Technology en andere binnenlandse eenheden werkten samen en doorbraken met succes de technische problemen bij de voorbereiding van perovskiet/kristallijn silicium tandemzonnecellen, en ontwikkelden een perovskiet/kristallijn silicium tandemzonnecel met een foto-elektrische conversie-efficiëntie van 32,5% en operationele stabiliteit op de lange termijn. De relevante resultaten zijn op 2 september gepubliceerd in het internationale wetenschappelijke tijdschrift "Science".
Momenteel zijn de meest voorkomende zonnecellen in productie en levensduur kristallijne siliciumcellen, waarvan de foto-elektrische conversie-efficiëntie ongeveer 26% bedraagt. De perovskiet/kristallijn silicium gestapelde cel is een nieuw type zonnecel die is samengesteld uit een combinatie van kristallijn silicium en perovskiet om licht te absorberen. Vergeleken met traditionele kristallijne siliciumcellen heeft het de kenmerken van lage energieopwekkingskosten en een hoge foto-elektrische conversie-efficiëntie. Problemen zoals ongelijkmatige perovskietfilms en slechte kristalkwaliteit hebben zich lange tijd vaak voorgedaan tijdens het voorbereidingsproces van dit nieuwe type batterij, wat resulteerde in defecten in het eindproduct en de foto-elektrische conversiesnelheid en levensduur beïnvloedde.
De foto toont het prototype van een perovskiet/kristallijn silicium-gestapelde zonnecel, ontwikkeld door het onderzoeksteam van het Beijing Institute of Technology en anderen. (Foto verstrekt door geïnterviewde)
"Om dit soort tandembatterijen te bereiden, wordt eerst een laag perovskiet-precursorvloeistof op de kristallijne siliciumcel afgezet. Wanneer de precursorvloeistof opdroogt, vormt deze geleidelijk kristalkernen en kristalliseert deze, en uiteindelijk 'groeit' uit tot een perovskietfilm met een brede bandafstand. Vanwege de diverse componenten in het perovskietmateriaal en de complexe fasetoestand van de zaadkristallen is de 'gegroeide' film echter ongelijk. Chen Qi, een professor aan het Institute of Frontier Interdisciplinaire Wetenschap bij BIT zei dat het team op innovatieve wijze een strategie voor perovskietkristallisatiecontrole met een brede bandafstand had voorgesteld, waarbij alkylaminen met lange keten aan de precursoroplossing werden toegevoegd om de "groei" van hoogwaardige kristalkernen te versnellen en de "groei" van kristalkernen van lage kwaliteit te remmen, waardoor een uniforme, hoogwaardige perovskietfilm met brede bandafstand werd bereid.
Chen Yihua, assistent-professor aan de School of Materials Science and Engineering bij BIT, zei dat het team op basis van dit innovatieve idee respectievelijk 1 vierkante centimeter en 25 vierkante centimeter perovskiet/kristallijn silicium gestapelde cellen heeft vervaardigd, met overeenkomstige foto-elektrische conversie-efficiënties van 32,5% en 29,4%, beide beter dan traditionele kristallijne silicium zonnecellen. Bovendien vertoonde het monster, na tests met maximale power point-tracking, operationele stabiliteit op de lange termijn.
Chen Qi zei dat deze prestatie een belangrijke technische basis legt voor de ontwikkeling van perovskiet/kristallijn silicium gestapelde zonnecellen, en dat deze naar verwachting de industriële toepassing ervan zal bevorderen, de efficiëntie van de fotovoltaïsche energieopwekking zal verbeteren en zal helpen bij de groene en koolstofarme transformatie van energie. (Verslaggever Zhao Xu)