ऑस्ट्रेलिया में सिडनी विश्वविद्यालय में नैनोसाइंस के जॉन हुक चेयर प्रोफेसर अनीता हो {{0}बैली के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने दुनिया के सबसे बड़े ट्रिपल {{1} जंक्शन पेरोव्स्काइट {{2} पेरोव्स्काइट {{3} सिलिकॉन टेंडेम सौर सेल के लिए एक नया सौर प्रौद्योगिकी रिकॉर्ड बनाया।
इनका 16-से.मी2ट्रिपल {{0} जंक्शन सेल में 23.3% (स्वतंत्र रूप से प्रमाणित) की स्थिर {{1} राज्य बिजली रूपांतरण दक्षता है, जो कि अपनी तरह के बड़े {{3} क्षेत्र डिवाइस के लिए सबसे अधिक रिपोर्ट की गई है। उनकी टीम ने 1-सेमी. भी बनाया227.06% दक्षता वाला सेल, जिसने नए थर्मल स्थिरता मानक स्थापित किए (वीडियो देखें)।
दक्षता लाभ के लिए दबाव "बिजली रूपांतरण दक्षता के लिए बड़े हेडरूम से प्रेरित है{{0}क्योंकि ट्रिपल जंक्शन के लिए सैद्धांतिक दक्षता सीमा ~51% है, जबकि डबल जंक्शन के लिए यह लगभग 45% है," हो{3}बैली कहते हैं, जो सिडनी विश्वविद्यालय के नेट ज़ीरो इंस्टीट्यूट से भी संबद्ध हैं। "यदि सौर सेल का बैंडगैप बाधित नहीं है तो एक एकल जंक्शन 33% है, लेकिन सिलिकॉन के लिए केवल 30% है।"
मल्टीजंक्शन टेंडेम सौर कोशिकाओं में अलग-अलग बैंडगैप के साथ सौर कोशिकाओं को स्टैक करना शामिल है {{0}जिसमें उच्चतम सूर्य की ओर हो{{1}जिसकी ओर हो{{2}ताकि प्रत्येक सेल को सौर स्पेक्ट्रम के अनुभागों को अधिक कुशलता से विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने और उप-बैंडगैप और थर्मलाइजेशन नुकसान को कम करने की अनुमति मिल सके।
"उदाहरण के लिए, दो {{0} जंक्शन सेल में, शीर्ष चौड़ा {{1} बैंडगैप जंक्शन उच्च फोटॉन ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करता है और इसे एक संकीर्ण बैंडगैप जंक्शन की तुलना में अधिक कुशलता से करता है {{2} जो थर्मलाइजेशन हानि को कम करता है," हो {3}बैली बताते हैं। "निचला{5}}ऊर्जा फोटॉन शीर्ष चौड़े बैंडगैप जंक्शन से होकर गुजरता है और विद्युत ऊर्जा रूपांतरण के लिए संकीर्ण बैंडगैप निचले जंक्शन द्वारा अवशोषित किया जाएगा। यदि निचला जंक्शन नहीं था, तो ऐसे निचले{8}}ऊर्जा फोटॉन के परिणामस्वरूप सब{9}बैंडगैप गैर-अवशोषण हानि होती है।"
ऑप्टिकल डिज़ाइन
इसमें शामिल ऑप्टिकल डिज़ाइनों को स्पष्ट करने के लिए, टीम के शीर्ष दो पेरोव्स्काइट जंक्शन सोने के नैनोकणों के माध्यम से विद्युत रूप से जुड़े हुए हैं। "हमने ऑप्टिकल हानि पर नैनोकण कवरेज के प्रभाव का अनुकरण करने के लिए ऑप्टिकल मॉडलिंग का उपयोग किया, और नैनोकण द्वारा बनाए गए ओमिक संपर्क का अनुकरण करने के लिए विद्युत मॉडलिंग का उपयोग किया," हो -बैली बताते हैं। "एक संतुलन तब बनता है जब विद्युत प्रदर्शन से समझौता किए बिना न्यूनतम ऑप्टिकल हानि के लिए पर्याप्त संख्या में नैनोकण मौजूद होते हैं।"
वह कहती हैं, हो{0}}बैली की टीम ने "पेरोव्स्काइट में कम स्थिर मिथाइलमोनियम के साथ रुबिडियम को प्रतिस्थापित करके और सतह निष्क्रिय परत के रूप में कम स्थिर लिथियम फ्लोराइड के साथ पाइपरज़िनियम-डाइक्लोराइड (पीडीसीआई) को प्रतिस्थापित करके" वाइड बैंडगैप (1.91 -eV) पेरोव्स्काइट जंक्शन की स्थिरता और प्रदर्शन में सुधार किया।
हो-अल्ट्राथिन सोने की कल्पना करने की बैली की दृढ़ता वास्तव में काम आई। वह कहती हैं, "एक अर्ध-निरंतर फिल्म बनने के लिए क्लस्टर बनाने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में सोने की आवश्यकता होती है।" "अधिक सोना एक निरंतर फिल्म को विकसित करने में सक्षम करेगा। 'क्लस्टर' महत्वपूर्ण मात्रा के नीचे, सोना नैनोकणों के रूप में होगा। जो बात हमारे निष्कर्षों को दिलचस्प बनाती है वह यह है कि दो जंक्शनों को जोड़ने के लिए फिल्मों को {{5}निरंतर या निरंतर नहीं{{6}आवश्यक नहीं है। नैनोकण, हालांकि अलग-थलग हैं, ऑप्टिकल नुकसान को कम करते हुए ऊर्ध्वाधर वाहक परिवहन के लिए जंक्शनों के बीच ओमिक संपर्क के लिए पर्याप्त हैं।
इस दक्षता रिकॉर्ड का क्षेत्र के लिए क्या मतलब है? "हमारा प्रदर्शन भविष्य की दक्षता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण भौतिक गुणों में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है," हो -बैली कहते हैं। "हानि विश्लेषण भविष्य में दक्षता में सुधार के लिए सिफ़ारिशें भी प्रदान करता है, छोटे और बड़े क्षेत्र के दोनों उपकरणों के लिए। अगला: 30% ट्रिपल जंक्शन, 40% की ओर बढ़ रहा है।"
टीम के काम में चीन, जर्मनी और स्लोवेनिया के भागीदार शामिल थे और उन्हें ऑस्ट्रेलियाई नवीकरणीय ऊर्जा एजेंसी और ऑस्ट्रेलियाई अनुसंधान परिषद से समर्थन प्राप्त हुआ।
