اختصاصی شبکه علمی ثریا- سلول های خورشیدی سیلیکونی کریستالی بازار جهانی فتوولتائیک را با راندمان ماژول حدود 20 تا 22 درصد تسلط دارند. با این حال، حوزه انرژی خورشیدی به دنبال مواد و رویکردهای نوآورانهای است که بازدهی بالاتری را در حمایت از اهداف انرژی تجدیدپذیر جهانی به همراه داشته باشد. سلولهای خورشیدی پشت سر هم، که زیر سلولهای سیلیکون و پروسکایت را ترکیب میکنند، بهطور گسترده بهعنوان جایگزینی بسیار امیدوارکننده، با کارایی بالا و قابل دوام برای سلولهای خورشیدی کریستالی معمولی در نظر گرفته میشوند. محققان آزمایشگاه فتوولتائیک KAUST (KPV-Lab) مرکز خورشیدی KAUST یک سلول خورشیدی پشت سر هم پروسکایت/سیلیکون با راندمان تبدیل توان (PCE) 33.2% تولید کردهاند که بالاترین راندمان دستگاه پشت سر هم در جهان تا به امروز است که از آن فراتر رفته است.
دستگاه پشت سر هم توسط تاسیسات آزمایش خورشیدی اروپا (ESTI) تایید شده و در بالای جدول کارایی بهترین سلول تحقیقاتی آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) قرار گرفته است. این تیم از سال 2016 به طور پیوسته در حال تکمیل مفهوم سلول پشت سر هم پروسکایت/سیلیکون بوده است. مواد، روشها و ساختارهای دستگاه جدید را برای مقابله با چالش های اساسی، مانند نحوه پوشش یکنواخت سطح هرمی سلول های سیلیکونی به اندازه میکرومتر با مواد پروسکایت تقویت کرده است.
سلول خورشیدی پشت سر هم حاصل، سلولهای بالایی پروسکایت را روی سلولهای زیرین سیلیکونی بافتدار دو طرفه با سازگاری صنعتی ترکیب میکند. لایه رویی پروسکایت نور آبی را به بهترین شکل جذب می کند، در حالی که زیرسازی سیلیکونی نور قرمز را به بهترین شکل جذب می کند. ترکیب این مواد جذب و تبدیل نور خورشید به الکتریسیته را با کارایی بیشتری نسبت به آنالوگ های سیلیکونی تک اتصالی معمولی به حداکثر می رساند. این نوآوری یک پیشرفت قابل توجه در زمینه انرژی خورشیدی است در زمانی که پیشبینیهای بازار تخمین میزند که فناوریهای پشت سر هم پروسکایت/سیلیکون تا سال 2032 بیش از 10 میلیارد دلار از سهم بازار جهانی فتوولتائیک را شامل میشود.
این رکورد جدید بالاترین PCE در میان سلولهای خورشیدی دو پیوندی در زیر نور غیر متمرکز است، که وعده فوقالعاده دو طرفه پروسکایت/سیلیکون را برای ارائه ماژولهای فتوولتائیک با کارایی فوقالعاده تایید میکند، که برای دستیابی سریع به اهداف انرژی تجدیدپذیر در راستای مبارزه با تغییرات آب و هوایی بسیار مهم است. دانش و مهارت های جمعی چندین محقق اصلی به دستاوردهای اخیر کمک کرده است، به ویژه که این تیم در طیف سنجی نوری و تجزیه و تحلیل و تجسم عیوب سلولی تخصص دارد. این تیم در حال حاضر در حال بررسی روشهای مقیاسپذیر برای تولید سلولهای پشت سر هم پروسکایت/سیلیکون در مقیاس صنعتی با مساحت بیش از ۲۴۰ سانتیمتر مربع، و همچنین راهبردهایی برای دستیابی به دستگاههای پشت سر هم بسیار پایدار است که پروتکلهای پایداری صنعتی حیاتی را رعایت میکنند.