HZB, CIGS-Pero tandem güneş hücreleri için bir dünya rekoru daha kırdı

Tandem hücre, CIGS ve perovskiti bir araya getirerek %24,6'lık sertifikalı rekor verimliliğe ulaşıyor. © G. Farias Basulto / HZB

Taramalı elektron mikroskobu altında en önemli bileşenler açıkça görülebilir: temas tabakasında granüler CIGS kristalleri, onun üstünde alüminyum katkılı çinko oksit ara tabakası, onun üstünde ise son derece ince perovskit tabakası (siyah) bulunur. Üzerine indiyum katkılı çinko oksit tabakası ve yansıma önleyici kaplama uygulandı. © HZB

İki yarı iletken ince filmin birleştirilerek tandem bir güneş hücresi oluşturulmasıyla, minimum ekolojik ayak iziyle yüksek verimlilikler elde edilebilir. HZB ve Berlin Humboldt Üniversitesi'nden ekipler, %24,6'lık verimlilikle yeni bir dünya rekoru kıran CIGS ve perovskitten yapılmış bir tandem hücreyi tanıttı. Bu değer Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü ISE tarafından sertifikalandırılmıştır.

İnce film güneş hücreleri, üretimleri için çok az enerji ve malzeme gerektirir ve bu nedenle çok küçük ekolojik ayak izine sahiptirler. Bilinen ve pazar lideri olan silikon güneş hücrelerinin yanı sıra, bakır, indiyum, galyum ve selenyum bazlı ince film güneş hücreleri, yani CIGS hücreleri de bulunmaktadır. CIGS ince filmleri esnek yüzeylere bile uygulanabilir.

HZB uzmanları, Berlin Humboldt Üniversitesi ile birlikte, CIGS'den yapılmış alt hücreyi, perovskit bazlı üst hücreyle birleştiren yeni bir tandem güneş hücresi geliştirdiler. Üst ve alt hücreler arasındaki temas katmanlarının iyileştirilmesiyle verimin %24,6'ya çıkarılması mümkün oldu. Bu güncel dünya rekoru olup, değer Freiburg'daki Fraunhofer Güneş Enerjisi Sistemleri Enstitüsü ISE tarafından belgelendirilmiştir.

Her zaman olduğu gibi bu rekor değere ancak başarılı bir ekip çalışmasıyla ulaşılabildi: En üstteki hücre, Stefan Gall'in danışmanlığında, TU Berlin yüksek lisans öğrencisi Thede Mehlhop tarafından üretildi. Perovskit soğurucu tabaka HZB ve Berlin Humboldt Üniversitesi'nin ortak laboratuvarından geliyor. CIGS alt hücresi ve temas katmanları HZB araştırmacısı Guillermo Farias Basulto tarafından üretildi. Ayrıca HZB'de vakum ortamında perovskit ve temas katmanlarının kaplanmasını sağlayan güçlü KOALA kümeleme tesisini de kullandı.

“HZB’de alanında en üst düzey performansı gösteren uzmanlarımız ve son derece uzmanlaşmış laboratuvarlarımız bulunmaktadır. HZB Güneş Enerjisi Bölümü sözcüsü Prof. Rutger Schlatmann, “Bu dünya rekoru niteliğindeki tandem hücreyle, birlikte ne kadar verimli çalıştıklarını bir kez daha gösterdiler” diyor.

Şimdi açıklanan rekor, HZB'deki ilk dünya rekoru değil: HZB ekipleri daha önce tandem güneş hücreleriyle, en son silikon-perovskit tandem güneş hücreleriyle ve ayrıca CIGS-perovskit kombinasyonuyla birkaç kez dünya rekoru değerlerine ulaşmıştı.

Prof. Rutger Schlatmann, “CIGS-perovskit tandem hücrelerinin çok daha yüksek verimliliklere, büyük ihtimalle %30'un üzerinde verimliliklere ulaşabileceğinden eminiz” diyor.

kızıl