Font: Perovskite-info.com
Elèctrode Revolucionari NIO/AG/NIO augmenta l'eficiència i la durabilitat de les cèl·lules solars bifacials, els avenços prometedors en agrivoltaics, la tecnologia d'automòbils i molt més amb el seu disseny ultra-prim i d'alta transmissió.
Els investigadors de l’Institut Indi de Tecnologia han desenvolupat un nou elèctrode transparent NIO/AG/NIO que millora significativament l’eficiència i la durabilitat de les cèl·lules solars perovskites bifacials. Aquest elèctrode de tres capes, fabricat amb una tècnica de deposició de vapor físic de baixa energia, ofereix una baixa resistència elèctrica i una alta transmissió de llum visible. El disseny innovador permet a les cèl·lules solars aconseguir eficiències de conversió de potència del 9,05% i el 6,54% quan s’il·luminen de diferents costats, amb un factor de bifacialitat elevat del 72%, cosa que indica una captura de llum efectiva d’ambdues direccions.
Les cèl·lules solars bifacials també van demostrar una durabilitat notable, mantenint el 80% de la seva eficiència inicial durant més d’1, 000 hores sense encapsulació protectora. La seva capacitat de transmetre llum important a la regió d’infraroig proper els fa adequats per a aplicacions a les finestres tèrmiques i a l’optoelectrònica. Amb un perfil prim de menys de 40 nm, l’elèctrode transparent és ideal per a la integració en materials de construcció i aplicacions de cèl·lules solars en tàndem. Aquest avenç podria obrir el camí cap a aplicacions més àmplies en agrivoltaics, tecnologies d'automòbils i altres innovacions energètiques solars.
Com millora l’elèctrode NIO/AG/NIO que millora el rendiment i la durabilitat de les cèl·lules solars perovskites bifacials?
Absorció de llum millorada: l'estructura de l'elèctrode NIO/AG/NIO està dissenyada per optimitzar l'absorció de la llum minimitzant la reflexió i la maximització de la transmissió. La capa de plata (AG) actua com un nucli altament conductor, mentre que les capes d'òxid de níquel (NIO) a banda i banda serveixen de recobriments anti-reflexius, millorant l'eficiència general d'absorció de la llum de la cèl·lula solar.
Millora de la conductivitat elèctrica: la plata és coneguda per la seva excel·lent conductivitat elèctrica. En incorporar una capa AG fina, l’elèctrode redueix significativament la resistència elèctrica, facilitant un transport de càrrega eficient a la cèl·lula solar. D’aquesta manera es produeix una eficiència de conversió de potència més elevada en comparació amb els materials tradicionals d’elèctrodes.
Durabilitat i estabilitat: les capes NIO no només contribueixen a la gestió de la llum, sinó que també protegeixen la capa de plata de l’oxidació i la degradació ambiental. Aquesta característica protectora millora l'estabilitat i la durabilitat a llarg termini de les cèl·lules solars, com es demostra la seva capacitat de mantenir el 80% de la seva eficiència inicial durant períodes prolongats sense encapsulació.
Rendiment bifacial: el disseny bifacial de les cèl·lules solars els permet capturar llum dels costats frontals i posteriors. L’elevada factor de bifacialitat del 72% indica que les cèl·lules són altament efectives per utilitzar la llum difusa i reflectida, que és particularment beneficiosa en ambients amb condicions d’il·luminació variables.
Disseny prim i lleuger: amb un gruix total inferior a 40 nm, l’elèctrode NIO/AG/NIO és excepcionalment prim i lleuger. Això fa que sigui adequat per a la integració en diverses aplicacions, incloses les fotovoltaiques integrades per a la construcció (BIPV) i les cèl·lules solars en tàndem, on el pes i l’espai són consideracions crítiques.
Aplicacions versàtils: La capacitat de l’elèctrode de transmetre llum a la regió d’infraroig proper obre les possibilitats per al seu ús en finestres tèrmiques i dispositius optoelectrònics. Aquesta versatilitat amplia les possibles aplicacions de la tecnologia més enllà de la generació d’energia solar tradicional.
Potencial per a les tecnologies d’agrivoltaics i automoció: el rendiment millorat i la durabilitat d’aquestes cèl·lules solars els converteixen en candidats ideals a sistemes agrivoltaics, on es poden utilitzar per generar electricitat alhora que permeten passar la llum suficient per al creixement de les plantes. A més, la seva integració a les tecnologies automobilístiques podria comportar vehicles solars més eficients.
Escalabilitat i rendibilitat: l’ús d’una tècnica de deposició de vapor físic de baixa energia per fabricar l’elèctrode NIO/AG/NIO suggereix que el procés de producció es pot escalar de manera eficient. Això podria comportar una fabricació rendible, fent que la tecnologia sigui més accessible per a l’adopció generalitzada en diverses indústries.
