Onderzoekers in India hebben het 4T-apparaat gebouwd met boven- en ondercellen op basis van semi-transparante perovskietcellen met een groot oppervlak en koperen metaalcontacten. Er is gebruik gemaakt van koper in plaats van het dure goud om de totale kosten van de cel te drukken.
Onderzoekers van het Indian Institute of Technology Bhilai hebben een vier-terminale (4T) perovskiet/silicium tandem zonnecel gefabriceerd die gebruik maakt van een groot oppervlak semi-transparante perovskiet cel met een metaalcontact op basis van koper in plaats van duur goud voor zowel de bovenste als de onderste cellen van het 4T apparaat.
"Koper is gebruikt met het doel de totale kosten van de cel te verlagen," vertelde onderzoeker Manas Ranjan Samantaray aan pv magazine. "Een sandwichstructuur van goud-koper-goud wordt ook onderzocht om de kosten te drukken zonder afbreuk te doen aan de stabiliteit."
De cm2-cel die gebruikt wordt voor de boven- en ondercel werd in september door dezelfde onderzoeksgroep gepresenteerd en is gefabriceerd via een spin-coating techniek in twee stappen met een fluor-gedoteerd tinoxide (FTO) substraat; een methylammonium loodjodide (MAPbI3) perovskietlaag ingeklemd tussen een titaniumoxide (TiO2) elektronentransportlaag (ETL) en een gatentransportlaag (HTL) gemaakt van Spiro-OMeTA; en een koperen geleidende elektrode. "Onze semi-transparante topcel laat licht door van meer dan 750 nm en is geschikt voor gebruik met poly- en mono-Si PV-cellen en modules," voegde Ranjan Samantaray eraan toe.
De semi-transparante cel gebruikt als boven- en ondercel voor het 4T-apparaat.
Beeld: Indisch Instituut voor Technologie Bhilai
4T zonnecellen met verschillende configuraties werden ontwikkeld door de Indiase wetenschappers. Een daarvan werd gebouwd met de bovengenoemde semi-transparante perovskiet zonnecellen met grote oppervlakken van 1 cm2 en 2 cm2, die een stroomomzettingsefficiëntie van respectievelijk 5,07% en 4,10% te zien gaven, en een op carrier selective contact (CSC)-gebaseerde silicium zonnecel met een efficiëntie van 3,42%. Een ander apparaat werd gefabriceerd met dezelfde boven- en ondercellen en een commerciële kristallijne siliciumcel met een rendement van 14,11%.
De eerste zonnecel bereikte een stroomomzettingsefficiëntie van 7,31%, wat hoger is dan individuele celefficiënties, en de tweede bereikte 15,15%, wat een waarde is die de onderzoekers beschrijven als vergelijkbaar met bestaande apparaten die gebruik maken van duurdere materialen zoals goud en indiumtinoxide (ITO). "In de toekomst zullen we de stabiliteit van de toestellen aantonen, en er zijn nog enkele studies nodig om een stap voorwaarts te zetten voor het ontwerpen van modules met een groot oppervlak," verklaarde Ranjan Samantaray.
De 4T tandem zonnecel werd beschreven in het artikel "Four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells based on large-area perovskite solar cells utilizing low-cost copper semi-transparent electrode," gepubliceerd in Applied Physics A.