Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü’ndeki (Karlsruhe Institute of Technology / KIT) araştırmacılar, 12,25 cm2 açıklık alanı ile yüzde 19,1’e varan verimliliğe sahip tamamen ölçeklenebilir tam perovskit tandem güneş modülleri için bir prototip geliştirdi.
Monolitik tamamen perovskit tandem fotovoltaikler, düşük maliyetli ve yüksek verimli güneş enerjisi hasadı ile tamamen ince film teknolojilerinin avantajlarını birleştirmeyi vaat ediyor. Bu bağlamda araştırmacılar, kararlılık ve ölçeklenebilirlik gereksinimlerini karşılayabilirlerse, tamamen perovskit tandem güneş pillerinin gelecekte yüksek bir pazar payı kazanmasını bekliyorlarDiğer yandan bugüne kadar, laboratuvar ölçeğinde tamamen perovskit tandem güneş pilleri, yalnızca ölçeklenebilir olmayan üretim teknikleri kullanılarak üretildi. Ölçeklenebilirlik, yeni tasarımların daha büyük ölçeklerde ve seri üretimde uygulanabileceği anlamına geliyor.
Mikroyapı Teknolojisi Enstitüsü (the Institute of Microstructure Technology/ IMT) görev süresi ve KIT‘deki Işık Teknolojisi Enstitüsü’nün (the Light Technology Institute/LTI) yönettiği bölüm, yüksek verimli tam perovskit tandem güneş modülleri için ölçeklenebilir bir prototip geliştirmeyi başardı.
Sonuçları Nature Energy dergisinde yayımlanan çalışma kapsamında araştırmacılar, 0,1 cm2 açıklık alanında yüzde 23,5’e varan bir verimlilikle bireysel perovskit hücrelerini, 12,25 cm2’lik bir açıklık alanında yüzde 19,1’lik bir verimlilikle tüm perovskit tandem güneş modüllerine ölçeklendirmeyi başardılar. Kısaca belirtmekte fayda var; açıklık alanı, yüzeyin elektrotlar, çerçeveler veya bağlantı elemanları ile kaplanmayan kullanılabilir kısmıdır. Bununla beraber yaklaşık yüzde beşte, yükseltme sırasındaki verimlilik kaybı nispeten düşüktür.
Bu dikkat çekici sonuç, üç temel yeniliğe dayanıyor. Bu bağlamda KIT araştırmacıları, ışık yolunu optimize ederek ve güneş pili mimarisindeki yansımaları azaltarak verimliliği artırdı. İki terminalli birbirine bağlı hücre şeritleri ile fonksiyonel tandem solar mini modüllerin üretimini sağlayan yüksek verimli lazer kazıma kullanan tandem güneş modülleri için verimli bir yerleşim uyguladılar. Son olarak da halihazırda yerleşik endüstriyel uygulama olan kaplama işlemlerini (bıçakla kaplama ve vakumla kaplama) kullandılar.