مركز HZB الألماني يحقق رقماً قياسياً في كفاءة الخلايا الشمسية الترادفية من نوع CIGS-بيروفسكايت بنسبة 25.5%

أخبار ar.wedoany.com، تمكن باحثون في ألمانيا من تحقيق رقم قياسي في كفاءة تحويل الطاقة للخلايا الشمسية الترادفية التي تجمع بين طبقة علوية من البيروفسكايت وطبقة سفلية رقيقة من سيلينيد النحاس والإنديوم والغاليوم (CIGS).

يندرج هذا البحث ضمن مشروع "SOLMATES" الممول من الاتحاد الأوروبي، والذي تقوده مركز هيلمهولتز للمواد والطاقة في برلين (HZB)، ويهدف إلى استكشاف دمج تقنيتي CIGS والبيروفسكايت. ويشير المركز إلى أن الرقم القياسي السابق الذي سجله المشروع كان 24.6%.

صرح الباحث في HZB، غييرمو فاريا باسولتو، أنه لتجاوز هذا الإنجاز السابق، قام الفريق باختبار هياكل متعددة للخلايا بناءً على تحسينات مستمرة، شملت استخدام خلايا سفلية من CIGSe ذات فجوات نطاقية مختلفة (1.05 eV و1.1 eV)، بالإضافة إلى نوعين من أكسيد الزنك المشوب بالألمنيوم يختلفان في السمك لكنهما متشابهان في الخصائص.

لتقليل خسائر إعادة الاتحاد عند الواجهات وتحسين استقرار الجهاز، قام الباحثون بفحص مجموعات متعددة من أكسيد النيكل (NiOx) والطبقات الأحادية ذاتية التجميع (SAMs) كطبقات ناقلة للثقوب. كما قاموا بتحسين عملية التلامس الانتقائي للإلكترونات من خلال ضبط معدل التبخير الحراري الأولي للفوليرين C60 (باكمنسترفوليرين) فوق طبقة تخميل فائقة الرقة من فلوريد الليثيوم بسمك 1 نانومتر.

تبلغ مساحة الخلية القياسية 1.081 سم² فقط. وقد صنع باحثو مشروع SOLMATES نموذجاً مصغراً باستخدام تراكم مواد مماثل، محققاً كفاءة تبلغ حوالي 19.7% على مساحة 2.25 سم².

أكد فاريا باسولتو على إمكانات المنهجية التجريبية في تحقيق كفاءات أعلى، مشيراً إلى أن المبادئ الفيزيائية الكامنة في بنية الخلية الحالية تشير إلى أن نسبة 25.5% ليست سوى خطوة تمهيدية، حيث أظهرت الاختبارات الداخلية لهياكل مماثلة كفاءة وصلت إلى 27.5%.