Eindhoven  – 29 Januari 2019 – Wetenschappers bij Solliance zijn er in geslaagd om, in samenwerking met MiaSole Hi-Tech Corp., een flexibele zonnecel met een record efficiency van 21,5% te maken. De zonnecel combineert twee dunne-film-technologieën tot een 4-terminal tandem solar stack: een flexibele semi-transparante perovskiet topcel met een flexibele koper indium gallium selenide (CIGS) cel.

Een tandem-zonnecel, die een perovskiet en een Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) -cel combineert, kan in potentie een hogere conversie efficiency halen dan een single junction solar cel, omdat de bandgap van de top- en de bottomcel kan worden aangepast en zo aan elkaar complementair gemaakt. De bottomcel CIGS-technologie heeft een bewezen staat van dienst als een zeer efficiënte en stabiele dunne-film-technologie en wordt wereldwijd op grote schaal toegepast. CIGS-technologie is met succes gebruikt om flexibele en lichtgewicht cellen en modules met hoge efficiëntie te produceren, in toepassingen waar zware en stijve panelen niet kunnen worden gebruikt. Perovskiet-zonnecellen hebben, ondanks dat het een relatief jonge technologie is, al een hoge efficiëntie bereikt en belooft een goedkope semitransparante zonnetechnologie op basis van niet-schaarse materialen. Het combineren van beide technologieën in een flexibele en lichtgewicht module verruimt de mogelijkheden voor high performance, flexibele en aanpasbare zonnetechnologie.

Om maximale conversie-efficiënties te realiseren, moeten de absorptie-eigenschappen van de top perovskiet-cel en van de onderste CIGS-cel zodanig worden afgestemd dat ze elkaar aanvullen. De perovskiet-zonnecel werd gemaakt op een transparant en flexibel substraat, gebruikte transparante geleidende elektroden en werd geoptimaliseerd voor maximale omzetting van zichtbaar licht en transparantie van infrarood licht om het grootste deel van het infraroodlicht de onderste CIGS-cel te laten bereiken.

De CIGS-bodemcel is ontwikkeld door MiaSolé Hi-Tech, een leverancier van turn-key fabrieken van CIGS en producent van flexibele CIGS-zonnepanelen in Silicon Valley, Californië. De CIGS-cel is gebaseerd op een in de handel verkrijgbare, efficiënte flexibele zonneceltechnologie vervaardigd op lichtgewicht roestvrijstalen folie met behulp van een eigen high-throughput rol-naar-cel sputterproces. Eigenschappen van de onderste cel werden geoptimaliseerd om overeen te komen met het transmissiespectrum van de topcel om uiteindelijk hoge prestaties te halen.

Deze nieuwe flexibele tandemcel is het resultaat van de gecombineerde expertise van MiaSolé Hi-Tech op het gebied van CIGS-ontwikkeling en -productie en de expertise van het Solliance-team op het gebied van perovskiettechnologie. “Het optimaliseren van de bandgap van beide cellen was een belangrijke stap in het bereiken van dit resultaat”, volgens Mehrdad Najafi, onderzoeker bij Solliance Solar Research, “Deze resultaten zijn veelbelovend voor de verdere ontwikkeling van flexibele flexibele zonnepanelen met hoge efficiëntie”.

Programmamanager van het Solliance Module Technology Program Hans Linden: “Deze tandemontwikkeling is een perfect voorbeeld van de toegevoegde waarde van nauw samenwerken op schijnbaar verschillende technologieën. Het opbouwen van vertrouwen en een sterke relatie tussen Solliance en MiaSolé zorgde voor een goede van samenwerking, en werd deze vooruitgang mogelijk. De volgende stap is om de efficiëntie verder te verhogen en, nog belangrijker, om deze technologie te schalen naar commerciële cellen en modules. ”

“Naarmate single-junction-efficiënties dichter bij de theoretische limieten komen, wordt het verbeteren van de moduleprestaties terwijl de kosten per wattpeak continu lager worden, moeilijker”, voegt Director of Technology bij MiaSole Hi-Tech Dmitry Poplavskyy toe: “Wij geloven dat het combineren van onze kern CIGS-technologie met een low-cost perovskite technologie in een tandem-architectuur zal ons in staat stellen om hoge module-efficiënties te bereiken met behoud van lage $ / W-kosten “.

Contact:

Wilt u meer weten over dit onderwerp, of wilt met ons samenwerking aan de solartechnologie van de toekomst, neem contact op met:
Hans Linden | Program Manager Module Tech | +316 5205 2696 | hans.linden[at]solliance.eu
Sjoerd Veenstra | Program Manager PSC | +316 5020 6189 | sjoerd.veenstra[at]solliance.eu

Fotobijschrift: Perovskiet topcel samen met een voorbeeld van een Miasole CIGS cel.
Foto: nielsvanloon.com