Ученые полагают, что при двойной укладке солнечного элемента из перовскит-кремния и использовании ячейки в стеклянном двустороннем солнечном модуле можно достигнуть эффективности солнечной панели на уровне 30-36%.
Исследователи из пакистанского Университета Лахора и египетского Университета Бенха предложили удвоить эффективность современных стандартных панелей солнечных батарей, они предлагают сделать инновационный трехконтактный (3-T), четырехпозиционный перовскитово-кремниевый двухсторонний тандемный солнечный элемент.
Ученые предполагают, что их комбинация материалов также может дать 20% КПД в стандартном одностороннем формате, к которому они затем могут добавить второй слой такого же солнечного элемента и разместить его в стекло в стеклянном солнечном модуле. Таким образом в двустороннем солнечном модуле можно повысить общий объем электроэнергии ячейки на 10-30%, достигнув эффективности 30-36%.
Верхние слои солнечных элементов поглощают большую часть прямых солнечных лучей и показывают эффективность 27,7%, причем перовскит и кремниевые подъячейки имеют эффективность 16,5% и 11,2% соответственно. Нижний солнечный элемент в основном поглощает альбедо — отраженный от земли солнечный свет — и показывает эффективность 5,4% при 30% отражении, причем перовскит и кремниевые субэлементы имеют производительность 3,2% и 2,2% соответственно. При комфортном 30% альбедо солнечный модуль достигает максимума на 33,1%.
Если взять альбедо от белого резинового покрытия EPDM (этилен-пропиленовый каучук, которым часто покрывают крыши), которое составляет 40%, то солнечный элемент становится насыщенным фотонами. Изменение толщины ячеек позволяет повысить эффективность задней стороны солнечного элемента, делая всю солнечную эффективной на 36%.
Каждый слой выбран для дополнения запрещенной зоны других слоев, что максимизирует поглощение фотонов высокой и низкой энергии при их движении через солнечный элемент.
Следует отметить, что слой «кремния» на самом деле представляют собой гетеропереходный кристаллический кремний-аморфный кремниевый слой. Таким образом, добавляются два слоя дополнительного материала поверх кристаллического кремниевого солнечного элемента.