Acoplamiento optoelectrónico mejorado para células solares en tándem de perovskita y silicio

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Energía renovable
• Las instalaciones fotovoltaicas

Sus antecedentes:

• Las células solares en tándem monolíticas de perovskita y silicio ofrecen altas eficiencias de conversión de energía (PCE) y rentabilidad.
• Los tándems actuales de última generación se basan en monocapas autoensambladas (SAM) en óxidos conductores transparentes (TCO) para la transferencia de carga entre las subcélulas.
• Lograr una cobertura uniforme de SAM en silicio texturizado es un desafío importante para los dispositivos reproducibles y de alto rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Para abordar el desafío de lograr una cobertura de SAM energéticamente homogénea en células solares en tándem de perovskita y silicio.
• Mejorar el rendimiento y la reproducibilidad de las células solares monolíticas en tándem.
• Desarrollar un proceso de fabricación más sostenible para las células solares de alta eficiencia.

Principales métodos:

• Se utilizó óxido de indio y zinc amorfo ultrafino (5 nm) como capa de interconexión de TCO.
• Aprovechó la alta homogeneidad de potencial de superficie de IZO y aumentó los sitios de anclaje de SAM en comparación con los TCO cristalinos.
• Mejoras ópticas incorporadas utilizando electrodos traseros IZO delgados y pilas de contacto delanteras optimizadas.

Principales resultados:

• Logró una eficiencia de conversión de potencia certificada independientemente (PCE) del 32,5%, lo que la coloca entre las más altas para los tándems de perovskita / silicio.
• Se ha demostrado una mejor homogeneidad energética de la cobertura SAM en la capa de interconexión.
• Reducción del consumo de indio en aproximadamente un 80% mediante el uso de capas ultrafinas de IZO.

Conclusiones:

• El IZO amorfo ultrafino es un TCO de interconexión superior para las células solares en tándem de perovskita / silicio, lo que permite mayores PCE a través de una mejor homogeneidad de la superficie.
• El enfoque desarrollado ofrece un camino hacia una fabricación más sostenible y rentable de dispositivos fotovoltaicos de alto rendimiento.
• Este trabajo resuelve un desafío crítico en la fabricación de células solares en tándem, allanando el camino para las tecnologías de energía solar de próxima generación.