Explorando la viabilidad y el rendimiento de las celdas solares en tándem de cuatro terminales de perovskita/seleniuro de antimonio
Autores: Menon, Harigovind; Amin, Al; Duan, Xiaomeng; Vijayaraghavan, S. N.; Wall, Jacob; Xiang, Wenjun; Khawaja, Kausar Ali; Yan, Feng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Explorando la viabilidad y el rendimiento de las celdas solares en tándem de cuatro terminales de perovskita/seleniuro de antimonio
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Célula solar
Dispositivo en tándem
Perovskita
Seleniuro de antimonio
Eficiencia
Brecha de banda
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
La célula solar en tándem presenta una solución potencial para superar el límite de Shockley-Queisser observado en células solares de unión simple. Sin embargo, crear un dispositivo en tándem que sea tanto rentable como altamente eficiente representa un desafío significativo. En este estudio, presentamos una prueba de concepto para una célula solar en tándem de cuatro terminales (4T) que utiliza una célula superior de perovskita de amplio bandgap (1.6-1.8 eV) y una célula inferior de selenuro de antimonio (SbSe) de bandgap estrecho (1.2 eV). Utilizando un simulador de capacitancia de células solares unidimensional (1D) (SCAPS), nuestros cálculos indican la viabilidad de esta arquitectura, proyectando un rendimiento simulado del dispositivo del 23% para el dispositivo en tándem 4T de perovskita/SbSe. Para validar esto, fabricamos dos células de perovskita semitransparentes de amplio bandgap con bandgaps de 1.6 eV y 1.77 eV, respectivamente. Estas fueron apiladas mecánicamente con un selenuro de antimonio de bandgap estrecho (1.2 eV) para crear una estructura en tándem, resultando en eficiencias experimentales que superan el 15%. Los resultados obtenidos demuestran un rendimiento prometedor del dispositivo, mostrando el potencial de combinar células superiores de perovskita con la emergente tecnología solar de película delgada de selenuro de antimonio, abundante en la Tierra, para mejorar la eficiencia general del dispositivo.
Descripción
La célula solar en tándem presenta una solución potencial para superar el límite de Shockley-Queisser observado en células solares de unión simple. Sin embargo, crear un dispositivo en tándem que sea tanto rentable como altamente eficiente representa un desafío significativo. En este estudio, presentamos una prueba de concepto para una célula solar en tándem de cuatro terminales (4T) que utiliza una célula superior de perovskita de amplio bandgap (1.6-1.8 eV) y una célula inferior de selenuro de antimonio (SbSe) de bandgap estrecho (1.2 eV). Utilizando un simulador de capacitancia de células solares unidimensional (1D) (SCAPS), nuestros cálculos indican la viabilidad de esta arquitectura, proyectando un rendimiento simulado del dispositivo del 23% para el dispositivo en tándem 4T de perovskita/SbSe. Para validar esto, fabricamos dos células de perovskita semitransparentes de amplio bandgap con bandgaps de 1.6 eV y 1.77 eV, respectivamente. Estas fueron apiladas mecánicamente con un selenuro de antimonio de bandgap estrecho (1.2 eV) para crear una estructura en tándem, resultando en eficiencias experimentales que superan el 15%. Los resultados obtenidos demuestran un rendimiento prometedor del dispositivo, mostrando el potencial de combinar células superiores de perovskita con la emergente tecnología solar de película delgada de selenuro de antimonio, abundante en la Tierra, para mejorar la eficiencia general del dispositivo.