Naukowcy z Indii zbudowali urządzenie 4T z górnym i dolnym ogniwem opartym na wielkopowierzchniowych półprzezroczystych ogniwach perowskitowych z miedzianymi kontaktami metalowymi. Miedź została użyta zamiast drogiego złota w celu zmniejszenia całkowitego kosztu ogniwa.
Naukowcy z Indian Institute of Technology w Bhilai wyprodukowali cztero-końcowe (4T) perowskitowo-krzemowe tandemowe ogniwo słoneczne, które opiera się na półprzezroczystych ogniwach perowskitowych o dużej powierzchni z metalowym kontaktem opartym na miedzi zamiast drogiego złota zarówno dla górnego jak i dolnego ogniwa urządzenia 4T.
"Miedź została użyta w celu zmniejszenia całkowitego kosztu ogniwa," powiedział badacz Manas Ranjan Samantaray w wywiadzie dla magazynu pv. "Badana jest również struktura kanapkowa złoto-miedź-złoto w celu zmniejszenia kosztów bez pogorszenia stabilności".
Ogniwo o powierzchni cm2 użyte dla górnego i dolnego ogniwa zostało przedstawione przez tę samą grupę badawczą we wrześniu i jest wytwarzane za pomocą dwuetapowej techniki spin-coating z podłożem z tlenku cyny domieszkowanego fluorem (FTO); warstwą perowskitu jodku ołowiu metyloamoniowego (MAPbI3) umieszczoną pomiędzy warstwą transportu elektronów (ETL) z tlenku tytanu (TiO2) i warstwą transportu dziur (HTL) wykonaną z Spiro-OMeTA; oraz miedzianą elektrodą przewodzącą. "Nasze półprzezroczyste górne ogniwo pozwala na przepuszczanie światła o długości fali powyżej 750 nm i nadaje się do stosowania z ogniwami i modułami PV typu poly i mono-Si" - dodał Ranjan Samantaray.
Półprzezroczyste ogniwo użyte jako górne i dolne ogniwo w urządzeniu 4T.
Obraz: Indian Institute of Technology Bhilai
Indyjscy naukowcy opracowali ogniwa słoneczne 4T o różnych konfiguracjach. Jedno z nich zostało zbudowane z wykorzystaniem wspomnianych wcześniej wielkopowierzchniowych półprzezroczystych perowskitowych ogniw słonecznych o powierzchni czynnej 1 cm2 i 2 cm2, które wykazały sprawność konwersji mocy odpowiednio 5,07% i 4,10%, oraz krzemowego ogniwa słonecznego opartego na selektywnym kontakcie nośników (CSC) o sprawności 3,42%. Kolejne urządzenie zostało wyprodukowane z tych samych ogniw górnych i dolnych oraz komercyjnego ogniwa z krzemu krystalicznego o sprawności 14.11%.
Pierwsze ogniwo słoneczne osiągnęło sprawność konwersji mocy 7,31%, co jest wartością wyższą niż sprawność pojedynczych ogniw, a drugie osiągnęło 15,15%, co jest wartością, którą badacze określili jako porównywalną do istniejących urządzeń wykorzystujących droższe materiały, takie jak złoto i tlenek cyny indu (ITO). "W przyszłości zademonstrujemy stabilność urządzeń, a dalszych kilka badań jest wymaganych, aby zrobić krok naprzód w kierunku projektowania modułów o dużej powierzchni" - stwierdził Ranjan Samantaray.
Tandemowe ogniwo słoneczne 4T zostało opisane w pracy "Four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells based on large-area perovskite solar cells utilizing low-cost copper semi-transparent electrode," opublikowanej w Applied Physics A.