قام باحثون بتحسين كفاءة الخلايا الشمسية المرنة CIGS ، كشفت القياسات المعتمدة بشكل مستقل عن كفاءة تحويل طاقة بنسبة 22.2% لتحويل الضوء إلى كهرباء، وهو تحسن عن قيمتها القياسية السابقة البالغة 21.4%.
للمقارنة، فإن أفضل كفاءة لخلية شمسية من السيليكون البلوري الصلب هي 26.7٪، قدم فريق رومان كارون، قائد المجموعة في مختبر إمبا للأغشية الرقيقة والخلايا الكهروضوئية، برئاسة أيوديا إن تيواري، أحدث نتائجهم في المؤتمر العالمي الثامن حول تحويل الطاقة الكهروضوئية (WCPEC-8) في ميلانو ، إيطاليا.
تتم معالجة هذه الخلايا الشمسية المرنة على فيلم بوليمر مع طبقة أشباه الموصلات Cu ، Se 2، التي تمتص الضوء المترسب بواسطة طريقة التبخر المشترك ذات درجة الحرارة المنخفضة، قام عالم إمبا شيرو نيشيواكي بتعديل تكوين الطبقة لتحسين أداء الجهاز والجهد الناتج.
قال رومين كارون: “تم استكشاف طريقتين لسبائك البلور ، مما أدى إلى تحسينات مماثلة في أداء الجهاز” لذلك ، يمكن نقل النتائج على المستوى الصناعي بعد تطبيقات مختلفة ، مع نتائج متكافئة. تم قياس كفاءة الخلايا الشمسية بنسبة 22.2٪ بشكل مستقل في معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية ISE في فرايبورغ ، ألمانيا.
وضع أرقام قياسية جديدة لمدة 23 عامًا
يقوم أيوديا تيواري، وفريقه بإجراء أبحاث على الخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة المرنة لأكثر من 23 عامًا، بفضل معرفتهم العميقة بالتكنولوجيا والعمليات الفيزيائية الأساسية، حققوا العديد من سجلات الكفاءة على مر السنين.
بدأت “سلسلة الأرقام القياسية” بنسبة 12.8٪ في عام 1999 ، وانتقلت إلى 14.1٪ (2005) ، و 17.6٪ (2010) ، و18.7٪ (2011) ، و20.4٪ (2013) ، مع تقدم أحدث إلى 20.8٪ في عام 2019 و 21.4٪ في عام 2021.
في نظام حدود الكفاءة العالية، تتطلب كل زيادة صغيرة تحقيقًا دقيقًا في العوامل التي تحد من الأداء، وتتطلب نهجًا مبتكرًا للتغلب على التحدي، يُعزى التحسين الحالي في الكفاءة إلى خلط طبقة أشباه الموصلات الممتصة للضوء لتحسين الخصائص الإلكترونية.
وحدات الطاقة الشمسية المرنة وخفيفة الوزن المزودة بهذه التكنولوجيا مناسبة بشكل خاص للتطبيقات على أسطح وواجهات المباني والصوبات الزراعية والمركبات والمناطيد والإلكترونيات المحمولة.
تتعاون Empa مع شركة Flisom السويسرية للتصنيع الشامل للوحدات الشمسية المرنة خفيفة الوزن لمثل هذه التطبيقات. تم دعم البحث من قبل المكتب الفدرالي السويسري للطاقة (SFOE).
