Imec, binnen Energyville, verslaat Silicium PV met 27,1% Perovskiet-Silicium tandem
Imec heeft vandaag binnen het partnerschap van EnergyVille een recordresultaat aangekondigd voor zijn 4-terminal Perovskiet/silicium tandem fotovoltaïsche cellen. Met een vermogenconversie-efficiëntie van 27,1 procent verslaat de nieuwe imec-tandemcel de meest efficiënte stand-alone siliciumzonnecel. Verdere zorgvuldige finetuning van het perovskiet-materiaal zal voor efficiëntieverbeteringen van meer dan 30% zorgen.
Perovskiet-microkristallen zijn een veelbelovend materiaalsysteem voor het maken van hoogwaardige dunnefilmzonnecellen. Ze kunnen worden verwerkt tot dunne, lichte, semitransparante modules die een hoge energieomzettingsefficiëntie kunnen bereiken, die niet duur zijn om te produceren en een hoge absorptie-efficiëntie hebben voor zonlicht. Omdat ze semitransparant kunnen worden gemaakt, kunnen perovskiet-zonnecellen en modules ook op siliciumzonnecellen worden gebruikt. Wanneer de perovskiet zorgvuldig is ontwikkeld, minimaliseert de absorptie in de perovskiet de thermische verliezen die in de siliciumcel optreden. Als gevolg hiervan kan een perovskiet-silicium tandem-zonnecel mogelijk een vermogenomzettingsefficiëntie van meer dan 30 procent bereiken.
Imec’s nieuwe record-tandemcel maakt gebruik van een 0,13 cm² spin-gecoate Perovskiet-cel die is ontwikkeld binnen hun Solliance-samenwerking, gestapeld bovenop een 4 cm² industriële in elkaar grijpende back-contact (IBC) siliciumcel in een 4-terminal configuratie, waarvan bekend is dat deze een hogere jaarlijkse energieopbrengst heeft in vergelijking met een configuratie met twee terminals. Bovendien werd door het tandemapparaat op te schalen met behulp van een 4 cm² perovskiet-module op een 4 cm² IBC-siliciumcel een tandemefficiëntie van 25,3% bereikt, waarmee de stand-alone efficiëntie van de siliciumcel werd overtroffen.
Manoj Jaysankar, doctoraal onderzoeker bij imec/EnergyVille, voegt hieraan toe: “We werken nu al twee jaar aan deze tandemtechnologie en het grootste verschil met eerdere versies zit in de engineering en verwerking van de Perovskiet-absorber, waarbij de bandafstand wordt bijgesteld om de efficiëntie voor tandemconfiguratie met silicium te verbeteren.”
“Het toevoegen van perovskiet bovenop industriële silicium PV kan de meest kosteneffectieve benadering blijken te zijn om de efficiëntie van fotovoltaïsche zonne-energie verder te verbeteren”, concludeert Tom Aernouts, groepsleider voor fotovoltaïsche dunnefilmtechnologie bij imec/EnergyVille. “Daarom nodigen we alle bedrijven in de PV-waardeketen die op zoek zijn naar hogere efficiëntiewaarden uit om met ons samen te werken en dit veelbelovende pad te verkennen.”