Тандемный переход — это технология, используемая для повышения производительности тонкопленочных модулей . Использование тандемных ячеек открывает захватывающие возможности для значительного повышения эффективности модулей по сравнению с однопереходными конструкциями. Это связано с их замечательной способностью разделять солнечный спектр на несколько диапазонов, которые затем могут быть преобразованы с большей эффективностью отдельными устройствами.
Этот прорыв позволяет превзойти ограниченную эффективность однопереходных кремниевых солнечных элементов (~29%), которые практически достигли своего теоретического максимума. Кроме того, эти тандемные модули с более высокой эффективностью потенциально могут произвести революцию в фотоэлектрических установках с низкой концентрацией солнечной энергии, сделав их более жизнеспособными при оснащении технологией слежения за одной осью.
Характеристики солнечного элемента с тандемным соединением
Тандемный солнечный элемент, также известный как солнечный элемент с двойным переходом, включает в себя материалы с разными ширинами запрещенной зоны , наложенные друг на друга, для создания двух различных областей поглощения света. В отличие от него, солнечный элемент с одинарным переходом содержит только одну поглощающую область и работает с одной шириной запрещенной зоны.
Многопереходные солнечные элементы, такие как двух-, трех- или четырехпереходные элементы, существуют уже довольно давно. В настоящее время мировой рекордсменом по эффективности является четырехпереходный солнечный элемент, обладающий замечательной эффективностью преобразования энергии (PCE) в 46%.
Стоит отметить, что это обеспечивает впечатляющее повышение эффективности на 20% по сравнению с пределом Шоккли-Квейссера в 29%! Причина в том, что предел был рассчитан на основе ячейки с одним переходом. Предел, применяемый к ячейкам с одним переходом, не ограничивает возможности тандемных ячеек.
См. также : Новый мировой рекорд по эффективности тандемных солнечных элементов от HZB.
Разница между однопереходным и тандемным солнечным элементом
Ячейка с одним переходом способна преобразовывать значительное количество фотонов в полезную энергию . Этот тип солнечных элементов имеет низкую ширину запрещенной зоны, что позволяет ей эффективно поглощать все фотоны. Однако фотоны с более высокой энергией подвергаются термализации и теряют значительную часть своей энергии из-за низкой ширины запрещенной зоны. Солнечная ячейка с широкой запрещенной зоной работает аналогично, захватывая больше энергии от фотонов с высокой энергией, пропуская при этом фотоны с более низкой энергией.
Тандемный солнечный элемент способен обеспечить более высокую эффективность преобразования, чем его однопереходный аналог , даже при использовании одного и того же солнечного спектра.
См. также : Что такое тонкопленочный фотоэлектрический модуль?
