Módulos fotovoltaicos para interiores de óxido de titanio y calcio con eficiencias de conversión superiores al 36 %

Recientemente, el equipo del profesor Mai Yaohua en el Instituto de Tecnología de Nuevas Energías de la Universidad de Jinan obtuvo una certificación de un tercero independiente de más del 36 por ciento de eficiencia de conversión para módulos fotovoltaicos interiores de titanita de calcio de gran área, el valor más alto reportado en el mundo hasta ahora. Los resultados de investigación relevantes se publicaron en Advanced Science.

La tecnología de células solares que utiliza calcogenuro como capa absorbente de luz ha recibido mucha atención en los últimos años. El uso de celdas fotovoltaicas para la recolección de energía con poca luz en interiores puede usarse ampliamente en aplicaciones industriales de IoT, hogares inteligentes y movilidad inteligente, pero requieren una brecha de banda óptica amplia para lograr una alta eficiencia de conversión. La brecha de banda óptica de las capas absorbentes de luz de calcogenuro se puede ajustar en un amplio rango, lo que hace posible obtener dispositivos fotovoltaicos de alta eficiencia de conversión, y los equipos ya han informado células fotovoltaicas de calcogenuro para interiores con eficiencias superiores al 40 por ciento.

Sin embargo, el alto contenido de bromo (Br) en las películas de calcogenuro de banda prohibida ancha puede causar fácilmente fenómenos de separación de fases y afectar el rendimiento del dispositivo. El equipo de Mai Yaohua investigó la relación entre la banda prohibida y el rendimiento fotovoltaico en interiores de las células fotovoltaicas de calcogenuro y descubrió que, además de la separación de fases, los defectos de vacancia de Br en la capa de fotoabsorción de calcogenuro son uno de los principales factores que limitan el voltaje de circuito abierto de las células fotovoltaicas de calcogenuro. células. El tratamiento con materiales de moléculas pequeñas de metales alcalinos ricos en yodo (I) resuelve eficazmente el problema de vacantes de Br y mejora la eficiencia de conversión del dispositivo con poca luz. Bajo una fuente de luz TL84 de 1000 lux, el módulo fotovoltaico de interior con un área efectiva de 12,30 cm2 obtuvo una eficiencia de conversión del 36,36 por ciento certificada por un tercero independiente, la eficiencia de conversión más alta reportada de un módulo de titanita de calcio con poca luz en el mundo.

Al mismo tiempo, el equipo desarrolló un prototipo de sistema de recolección de energía de luz interior basado en el módulo fotovoltaico de calcogenuro, que logra la recolección de energía de luz interior, seguimiento del punto de máxima potencia, administración de energía y batería, recolección de temperatura y humedad ambiental, comunicación Bluetooth y no cargando Además, el equipo señaló que las pruebas precisas del rendimiento de las células fotovoltaicas en interiores y la estandarización del proceso de prueba son fundamentales para la industrialización de la tecnología.