Modul fotovoltaik dalaman kalsium titanium oksida dengan kecekapan penukaran melebihi 36 peratus

Baru-baru ini, pasukan Profesor Mai Yaohua di Institut Teknologi Tenaga Baharu Universiti Jinan telah memperoleh pensijilan pihak ketiga bebas lebih 36 peratus kecekapan penukaran untuk modul fotovoltaik dalaman kalsium titanit kawasan besar, nilai tertinggi yang dilaporkan di dunia setakat ini. Hasil penyelidikan yang berkaitan telah diterbitkan dalam Sains Lanjutan.

Teknologi sel suria menggunakan chalcogenide sebagai lapisan penyerap cahaya telah mendapat banyak perhatian sejak beberapa tahun kebelakangan ini. Penggunaan sel fotovoltaik untuk penuaian tenaga cahaya rendah dalaman boleh digunakan secara meluas dalam IoT industri, rumah pintar dan aplikasi mobiliti pintar, tetapi ia memerlukan jurang jalur optik yang luas untuk mencapai kecekapan penukaran yang tinggi. Jurang jalur optik lapisan penyerap cahaya chalcogenide boleh dilaraskan dalam julat yang luas, memungkinkan untuk mendapatkan peranti fotovoltaik kecekapan penukaran yang tinggi, dan pasukan telah melaporkan sel fotovoltaik chalcogenide dalaman dengan kecekapan melebihi 40 peratus .

Walau bagaimanapun, kandungan bromin (Br) yang tinggi dalam filem chalcogenide celah jalur lebar dengan mudah boleh menyebabkan fenomena pemisahan fasa dan menjejaskan prestasi peranti. Pasukan Mai Yaohua menyiasat hubungan antara celah jalur dan prestasi fotovoltaik dalaman sel fotovoltaik chalcogenide dan mendapati bahawa, sebagai tambahan kepada pemisahan fasa, kecacatan kekosongan Br dalam lapisan penyerapan foto chalcogenide adalah salah satu faktor utama yang mengehadkan voltan litar terbuka sel. Rawatan dengan bahan molekul kecil logam alkali yang kaya dengan iodin(I) menyelesaikan masalah kekosongan Br dengan berkesan dan meningkatkan kecekapan penukaran peranti di bawah cahaya malap. Di bawah sumber cahaya TL84 1000 lux, modul fotovoltaik dalaman dengan keluasan berkesan 12.30 cm2 memperoleh kecekapan penukaran sebanyak 36.36 peratus yang diperakui oleh pihak ketiga yang bebas, kecekapan penukaran tertinggi yang dilaporkan bagi modul cahaya rendah kalsium titanit di dunia.

Pada masa yang sama, pasukan itu membangunkan sistem penuaian tenaga cahaya dalaman prototaip berdasarkan modul PV chalcogenide, yang mencapai penuaian tenaga cahaya dalaman, pengesanan titik kuasa maksimum, pengurusan kuasa dan bateri, pengumpulan suhu dan kelembapan ambien, komunikasi Bluetooth dan tiada- mengecas. Di samping itu, pasukan itu menyatakan bahawa ujian tepat prestasi sel PV dalaman dan penyeragaman proses ujian adalah penting untuk perindustrian teknologi.