Fraunhofer ISE продвигает перовскит-кремниевую тандемную ячейку и модульную технологию до промышленной зрелости

56

22 декабря 2022 г.

По сравнению с солнечным элементом из чистого кремния, размещение солнечного элемента из перовскитового материала поверх обычного кремниевого солнечного элемента позволяет более эффективно использовать солнечный спектр. Ученые всего мира в настоящее время исследуют эти перовскито-кремниевые солнечные элементы, уделяя особое внимание стабильности, долговечности и промышленным производственным процессам.

В период с 2020 по 2022 год исследователи Фраунгоферовского института систем солнечной энергии ISE во Фрайбурге, Германия, совместно с отраслевыми партнерами разработали технологии производства перовскит-кремниевых полноформатных фотоэлектрических (ФЭ) модулей в рамках совместного проекта SWiTch. На клеточном уровне исследовательские группы в проекте маяка Фраунгофера MaNiTU и в проекте PrEs-to, финансируемом Федеральным министерством экономики и борьбы с изменением климата Германии (BMWK), преуспели в масштабировании тандемных перовскит-кремниевых солнечных элементов из лаборатории. размер ячейки к размеру пластины. В рамках недавнего соглашения о сотрудничестве с Meyer Burger Fraunhofer ISE продолжит активизировать свою деятельность в области тандемных солнечных элементов и модулей.

Тандемные солнечные элементы перовскит-кремний представляют собой дальнейшее развитие традиционной технологии солнечных элементов на основе кремниевых пластин. Здесь солнечный элемент из перовскита с более широкой запрещенной зоной установлен поверх кремниевого солнечного элемента, чтобы лучше использовать солнечный свет. «С этими тандемными солнечными элементами возможна эффективность более 35%», — говорит профессор Андреас Бетт, директор института Fraunhofer ISE. «Лабораторные тандемные солнечные элементы перовскит-кремний уже преодолели теоретический верхний предел эффективности кремниевых элементов в 29,4%, что свидетельствует о перспективах создания еще более эффективных солнечных элементов в будущем».

Масштабирование лабораторных ячеек до размера пластины

В лабораторных масштабах наилучшая опубликованная эффективность солнечного элемента на основе перовскита-кремния в настоящее время составляет 31,3%. Однако эти лабораторные солнечные элементы имеют небольшую площадь ячейки около 1 см2, и большинство производственных процессов, используемых в лаборатории на сегодняшний день, не могут быть использованы для промышленного производства. «Поэтому мы очень рады, что нам удалось достичь сертифицированного КПД 22,5% для перовскит-кремниевого солнечного элемента площадью более 100 квадратных сантиметров с промышленной трафаретной металлизацией», — говорит доктор Патрисия Шульце, специалист по солнечным элементам. ученый, работающий в проекте MaNiTU в Fraunhofer ISE. «Наша цель теперь состоит в том, чтобы реализовать высокую эффективность наших небольших лабораторных ячеек на ячейках большой площади, используя масштабируемые методы производства», — добавляет она. В частности, исследователи Фраунгофера работают над гибридным процессом осаждения, основанным на двух установленных производственных процессах, для производства перовскитных солнечных элементов на кремниевых солнечных элементах с двусторонней текстурой.

Построены первые полноформатные модули

В рамках совместного проекта SwiTch компания Fraunhofer ISE вместе с партнерами по проекту разработала решения для соединения и герметизации тандемных солнечных элементов. «Процессы соединения и ламинирования необходимо было понять и адаптировать таким образом, чтобы перовскито-кремниевые солнечные элементы можно было интегрировать в модуль без повреждений, с низкими затратами и с долгосрочной стабильностью», — говорит д-р Хольгер Нойхаус, руководитель отдела. фотоэлектрических модулей на Fraunhofer ISE. Уже изготовлены первые прототипы модулей с пиковой мощностью 430 Вт. Разработка сопровождалась подробным анализом потерь между ячейками и работой над долговременной стабильностью тандемных фотоэлектрических модулей. В рамках совместного проекта SALTO компания Fraunhofer ISE смогла внедрить запатентованную Meyer Burger технологию соединения SmartWire (SWTC) для полноформатных модулей в Fraunhofer ISE. Эта низкотемпературная технология подходит для соединения кремний-перовскитных солнечных элементов, в отличие от обычных процессов пайки.

Fraunhofer ISE открывает Центр высокоэффективных солнечных элементов

ИСЭ Фраунгофера

www.ise.fraunhofer.de

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь