Efisiensi tinggi pada area permukaan yang luas
Energy

Efisiensi tinggi pada area permukaan yang luas


Kombinasi proses yang inovatif memungkinkan interkoneksi sel untuk membentuk modul hampir tanpa kerugian. (Foto: Amadeus Bramsiepe, KIT) Sumber: Amadeus Bramsiepe, KIT

Dari sel ke modul tanpa kehilangan efisiensi: Ini adalah salah satu tantangan utama fotovoltaik perovskit. Para peneliti di Institut Teknologi Karlsruhe (KIT) kini telah berhasil memproduksi modul surya perovskit dengan kehilangan skala minimum. Untuk tujuan ini, mereka menggabungkan interkoneksi seri berbasis laser dengan pemrosesan vakum dari semua lapisan sel surya. Mereka mencapai efisiensi 18 persen pada area seluas empat sentimeter persegi — rekor dunia untuk modul surya perovskit dengan proses vakum.

Dalam fotovoltaik, semikonduktor perovskit dianggap sebagai bahan yang sangat menjanjikan berkat ketersediaannya yang murah, kemudahan pembuatan, dan potensi besar yang berkaitan dengan efisiensi. Sel surya perovskit telah berevolusi dengan cara yang unik selama dekade terakhir. Spesimen yang diproduksi di laboratorium telah mencapai tingkat efisiensi lebih dari 25 persen. Efisiensi adalah indikator seberapa banyak energi cahaya yang diradiasi diubah menjadi energi listrik. Tugas sekarang adalah mengambil langkah berikutnya dan memindahkan fotovoltaik perovskit dari lab ke industri.

“Tantangan utama adalah untuk mentransfer tingkat efisiensi yang dicapai pada area beberapa milimeter persegi ke permukaan modul surya khas beberapa ratus sentimeter persegi,” kata Dr. Tobias Abzieher, Kepala Pengembangan Sel Surya Perovskite yang disimpan dalam Vakum di Light Technology Institute (LTI) KIT. Sel surya perovskit adalah sel surya film tipis yang dirakit menjadi modul surya area luas menggunakan apa yang disebut interkoneksi seri monolitik. Untuk tujuan ini, garis penataan dimasukkan ke dalam sel surya selama pengendapan setiap lapisan individu, yang menghubungkan strip sel surya yang dihasilkan secara seri.

Deposisi uap berbasis vakum dari lapisan sel surya

Karena peningkatan skala, modul surya perovskit sejauh ini mengalami kerugian efisiensi yang signifikan. Di satu sisi, kesulitan dalam mengendapkan lapisan sel surya individu meningkat dengan luas permukaannya; di sisi lain, interkoneksi seri menghasilkan apa yang disebut zona mati antara strip sel surya aktif. Zona ini tidak berguna untuk pembangkit listrik selanjutnya, tetapi sangat diperlukan untuk interkoneksi seri. Tim KIT kini telah berhasil meminimalkan dampak dari kedua mekanisme kehilangan tersebut dengan menggunakan proses deposisi uap untuk semua lapisan modul surya dalam ruang hampa. “Keuntungan utama deposisi berbasis vakum berkaitan dengan produksi modul surya yang efisien adalah proses yang dapat dikontrol dengan baik, jumlah parameter proses yang terbatas dan, khususnya, fakta bahwa mekanisme deposisi tidak bergantung pada permukaan yang akan dilapisi. , “jelas Abzieher. Para peneliti menggabungkan proses inovatif ini dengan penataan presisi tinggi dan interkoneksi seri dengan mengukir garis dengan laser (interkoneksi seri monolitik). Ini adalah pertama kalinya modul surya perovskit dengan area luas dapat diproduksi tanpa kehilangan penskalaan — sebuah langkah penting dalam mentransfer teknologi ini dari laboratorium ke industri.

Berkat kombinasi pemrosesan vakum dan ablasi laser, para peneliti LTI mencapai tingkat efisiensi hingga 16,6 persen pada area komponen lebih dari 50 sentimeter persegi dan bahkan 18 persen pada area seluas empat sentimeter persegi — rekor dunia dengan pemrosesan vakum modul surya perovskit. Para ilmuwan mempresentasikan hasil mereka pada pertemuan musim semi tahun ini dari Material Research Society (MRS). “Meskipun terjadi peningkatan area komponen dengan faktor lebih dari 500, kami mengamati hampir tidak ada penurunan efisiensi,” jelas David Ritzer dari LTI, yang merancang interkoneksi berbasis laser presisi tinggi. Dengan pendekatan mereka, tim KIT berhasil mengurangi kerugian penskalaan modul surya perovskit ke tingkat yang telah dicapai untuk teknologi fotovoltaik yang sudah mapan di industri, seperti cadmium telluride (CdTe) atau copper indium gallium diselenide (CIGS).

Targetnya: Tingkat efisiensi lebih dari 20 persen untuk permukaan yang lebih besar

Kegiatan masa depan para peneliti akan fokus pada pengoptimalan tumpukan lapisan sel surya yang sebenarnya serta mengurangi ukuran zona mati. “Jika kita dapat memanfaatkan potensi penuh teknologi, produksi modul surya perovskit dengan tingkat efisiensi lebih dari 20 persen secara signifikan, bahkan pada permukaan yang lebih besar, adalah tujuan yang dapat dicapai dalam waktu dekat,” kata profesor jalur tenurial Ulrich. W. Paetzold, kepala lintas-kelembagaan “Satgas Perovskite Photovoltaics” di KIT. Penelitian di departemen “Next Generation Photovoltaics” di Institute of Microstructure Technology (IMT) dan di LTI KIT, dipimpin oleh Ulrich W. Paetzold, didanai oleh Kementerian Federal Jerman untuk Urusan Ekonomi dan Energi dalam proyek bersama CAPITANO dan dalam lingkup proyek PERCISTAND, yang merupakan bagian dari Program Kerangka Kerja European Horizon 2020 untuk Penelitian dan Inovasi.


Rekam untuk modul surya tandem perovskit / CIGS


Informasi lebih lanjut:
Pusat Energi KIT

Disediakan oleh Karlsruhe Institute of Technology

Kutipan: Modul surya Perovskite: Efisiensi tinggi pada area permukaan yang besar (2021, 7 Mei) diambil pada 7 Mei 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-05-perovskite-solar-modules-high-efficiency.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten tersebut disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK