นักวิจัยประสบความสำเร็จในการสร้างเซลล์แบบแทนเดมเพอรอฟสไกต์บนซิลิกอนพื้นผิวขรุขระที่ผ่านการพาสซีเวชัน ด้วยประสิทธิภาพ 33.1%

ทีมวิจัยด้านโฟโตโวลเทียจากสถาบันการศึกษาและองค์กรต่างๆ ได้แก่ King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) มหาวิทยาลัย Freiburg และสถาบัน Fraunhofer ISE สำเร็จในการทำขั้นตอนสำคัญสู่การอุตสาหกรรมของเซลล์แสงอาทิตย์แบบผสมผสานเปอร์โควสไกท์-ซิลิกอน ทีมนี้แสดงให้เห็นว่าชั้นบนของเปอร์โควสไกท์สามารถถูกป้องกันได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ว่าจะรวมกับเซลล์ซิลิกอนที่มีพื้นผิวเป็นรูปพีระมิดซึ่งเป็นมาตรฐานในอุตสาหกรรม

ต่างจากการป้องกันในซิลิกอนที่มีผลต่อชั้นบนเท่านั้น การรักษาที่ใช้กับเปอร์โควสไกท์เพิ่มประสิทธิภาพให้กับชั้นทำงานทั้งหมด ส่งผลให้มีการปรับปรุงประสิทธิภาพเพิ่มเติม เซลล์ผสมผสานที่ถูกป้องกันมีประสิทธิภาพ 33.1% และแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด 2.01V

เซลล์ผสมผสานประกอบด้วยชั้นบนของเปอร์โควสไกท์และชั้นล่างของซิลิกอน เทคโนโลยีนี้นำเสนอความก้าวหน้าอย่างมากในด้านโฟโตโวลเทีย เนื่องจากเซลล์ซิลิกอนแบบดั้งเดิมมีประสิทธิภาพสูงสุดประมาณ 29.4% ซึ่งใกล้เคียงกับขีดจำกัดทางกายภาพในปัจจุบัน

ในการผลิตขนาดใหญ่ มีประโยชน์ในการใช้เซลล์ซิลิกอนที่มีพื้นผิวเป็นรูปพีระมิดตามมาตรฐานอุตสาหกรรม เนื่องจากกระบวนการผลิตที่มีอยู่แล้ว เหล่าเซลล์มีโครงสร้างที่เพิ่มพื้นที่ผิวและเพิ่มประสิทธิภาพ แต่ทำให้การเคลือบชั้นเปอร์โควสไกท์ซับซ้อน จนถึงขณะนี้ การป้องกันคุณภาพสูงยังไม่เคยประสบความสำเร็จบนพื้นผิวซิลิกอนรูปพีระมิด

ทีมงานยังระบุด้วยว่าการป้องกันช่วยเพิ่มความนำไฟฟ้าและปัจจัยการเติมเต็ม การปรับปรุงนี้มาจากผลของสนามลึกที่มีผลต่อชั้นเปอร์โควสไกท์ทั้งหมด ต่างจากในซิลิกอนที่มีผลเฉพาะชั้นผิวเท่านั้น

ดร. อุสมามา เออร์-ราจี ผู้เขียนหลักของงานวิจัยและนักวิจัยที่ Fraunhofer ISE กล่าวว่าการป้องกันที่มีประสิทธิภาพบนเซลล์ผสมผสานที่มีพื้นผิวเป็นรูปพีระมิดยังไม่เคยประสบความสำเร็จมาก่อน โดยความก้าวหน้าก่อนหน้านี้จำกัดอยู่ที่พื้นผิวเรียบ ทีมงานสามารถทำให้เกิดการป้องกันคุณภาพสูงโดยการเคลือบ 1,3-diaminopropane-dihydroiodide บนพื้นผิวเปอร์โควสไกท์ที่ไม่เรียบ

ศาสตราจารย์สเตฟาาน เดอ วูล์ฟ จาก KAUST กล่าวว่าการค้นพบนี้มอบพื้นฐานที่แข็งแกร่งสำหรับการวิจัยในอนาคตและเพิ่มความเข้าใจในกระบวนการแปลงแสงภายในชั้นบน สนับสนุนการพัฒนาเซลล์ผสมผสานที่ดีขึ้น

ศาสตราจารย์สเตฟาน กลุนซ์ จากมหาวิทยาลัย Freiburg และหัวหน้าแผนกวิจัยด้านโฟโตโวลเทียที่ Fraunhofer ISE เพิ่มเติมว่าการป้องกันพื้นผิวไม่ได้เป็นเพียงส่วนเสริมแต่เป็นสิ่งจำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของเซลล์เขาชี้ให้เห็นว่าว่าการพาสซีเวชันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับประสิทธิภาพสูงในการผลิตเซลล์ซิลิกอนอุตสาหกรรม และอุตสาหกรรมโฟโตโวลตาอิกมีแนวโน้มที่จะได้รับประโยชน์ที่คล้ายคลึงกันจากเซลล์แบบแทนเด็มเพอรอฟสไกต์-ซิลิกอน

ผลลัพธ์เหล่านี้มาจากงานที่ดำเนินการภายในโครงการสำคัญของ Fraunhofer อย่าง "MaNiTU" และโครงการ "PrEsto" และ "Perle" ซึ่งได้รับทุนจากกระทรวงเศรษฐกิจและพลังงานแห่งสหพันธ์สาธารณรัฐเยอรมนี