Forskare i Indien har byggt en 4T-enhet med övre och nedre celler som bygger på halvtransparenta perovskitceller med stor yta och kopparmetallkontakter. Koppar har använts i stället för dyrt guld i syfte att minska cellens totala kostnad.
Forskare från Indian Institute of Technology Bhilai har tillverkat en tandemsolcell med fyra terminaler (4T) av perovskit/silikon som bygger på en halvgenomskinlig perovskitcell med stor yta och en metallkontakt baserad på koppar i stället för dyrt guld för både 4T-enhetens topp- och bottencell.
"Koppar har använts i syfte att minska cellens totala kostnad", säger forskaren Manas Ranjan Samantaray till pv magazine. "En sandwichstruktur av guld-koppar-guld undersöks också för att minska kostnaden utan att äventyra stabiliteten."
Den cm2-cell som används för de övre och nedre cellerna presenterades av samma forskargrupp i september och tillverkas via en tvåstegsteknik med spinnbeläggning med ett fluor-dopat tennoxid (FTO)-substrat; ett perovskitskikt av metylammoniumblyjodid (MAPbI3) som är insprängt mellan ett elektrontransportskikt (ETL) av titanoxid (TiO2) och ett håltransportskikt (HTL) av Spiro-OMeTA; och en kopparledande elektrod. "Vår halvtransparenta toppcell tillåter passage av ljus över 750 nm och den är lämplig för användning med poly- och mono-Si PV-celler och moduler", tillade Ranjan Samantaray.
Den halvtransparenta cellen som används som topp- och bottencell för 4T-enheten.
Bild: Indian Institute of Technology Bhilai
4T-solceller med olika konfigurationer har utvecklats av de indiska forskarna. Den ena byggdes med de ovan nämnda halvtransparenta perovskitsolcellerna med stor yta med aktiva ytor på 1 cm2 och 2 cm2, som visade en effektomvandlingseffektivitet på 5,07 % respektive 4,10 %, och en CSC-baserad (carrier selective contact) kiselsolcell med en effektivitet på 3,42 %. En annan anordning tillverkades med samma övre och nedre celler och en kommersiell kristallin kiselcell med en verkningsgrad på 14,11 %.
Den första solcellen uppnådde en effektomvandlingseffektivitet på 7,31 %, vilket är högre än enskilda cellers effektivitet, och den andra nådde 15,15 %, vilket är ett värde som forskarna beskrev som jämförbart med befintliga anordningar som utnyttjar dyrare material som guld och indiumtinoxid (ITO). "I framtiden kommer vi att demonstrera enheternas stabilitet, och det krävs ytterligare några få studier för att ta steget framåt för att kunna utforma moduler med stora ytor", konstaterade Ranjan Samantaray.
Tandemsolcellen 4T beskrevs i artikeln "Four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells based on large-area perovskite solar cells utilizing low-cost copper semi-transparent electrode", publicerad i Applied Physics A.