باحثون من اليابان يعلنون عن كفاءة قياسية للخلايا الغير متجانسة (Heterojunction)- 23.27٪
طور مجموعة من العلماء من المعهد الوطني الياباني للعلوم الصناعية والتكنولوجيا المتقدمة (AIST) خلية شمسية غير متجانسة HJT فائقة الرقة وخفيفة الوزن. حيث أظهرت الخلية التي يبلغ حجمها 4 سم 2 جهدًا رائعًا للدائرة المفتوحة يبلغ 754 مللي فولت. و تم تصنيعها من طبقة السيليكون النانوي المهدرج (nc-Si: H) وأظهرت كفاءة عالية.
وأكد الباحثون أنه بالرغم من أن هناك العديد من المشكلات التي يجب معالجتها من أجل الإنتاج التجاري لخلايا السيليكون الرقيقة جدًا ، ولكن النتائج التي حصل عليها الباحثون مشجعة جدا لتقدم وإنتاج رقائق بحجم 120 ميكرون والتي هي أرق من المعيار الصناعي الحالي و البالغ 160 ميكرون.
تم تصنيع الخلية باستخدام رقاقة سيليكون أحادية البلورية من نوع Czochralski بسماكة 56.2 ميكرومتر فقط وبعد ذلك قرر العلماء استبدال طبقة السيليكون الغير متبلورة و المهدرجة (a-Si: H) والتي تُستخدم بشكل شائع في الخلايا الموجودة حاليا بطبقة من السيليكون البلوري النانوي المهدرج (nc-Si: H) حيث ساعدت طبقة التخميل السطحي المحسن على تحقيق كفاءة أعلى وتم تنمية هذه الطبقة من خلال ترسيب البخار الكيميائي المحسن بالبلازما (PECVD). وتم أيضًا تطبيق طلاء مضاد للانعكاس يعتمد على أكسيد السيليكون (SiOx) على سطح الخلية لتقليل فقد الانعكاس الأولي.
و تم اختبار كفاءة الخلية في ظل ظروف الإضاءة القياسية ووجد أن كفاءة تحويل الطاقة تبلغ 23.27٪. كما أظهرت أيضًا جهدًا لدائرة مفتوحة يبلغ 754 مللي فولت ، وتيار دائرة قصر قدره 37.85 مللي أمبير / سم 2 ، وعامل تعبئة 81.5٪.
وقد أكد العلماء أن جهد الدائرة المفتوحة الذي تم تحقيقه (البالغ 754 مللي فولت) هو أعلى قيمة تم تأكيدها بشكل مستقل في ظل ظروف الاختبار القياسية بين أي خلايا شمسية c-Si تم الإبلاغ عنها حتى الآن. و على الرغم من أن حجم الخلية الغير المتجانسة صغير إلا أن كفاءة 23.27٪ هي أيضًا أعلى قيمة لخلايا c-Si الشمسية التي يقل سمكها عن 60 ميكرومتر.
الجدير بالذكر أن الجهد العالي للدائرة المفتوحة للجهاز مفيد لعائد الطاقة كونه يساعد في تخفيف تدهور الأداء في درجات الحرارة المرتفعة ، مما يجعل الخلية مناسبة بشكل خاص للمناطق المناخية الحارة.
رابط البحث العلمي للإطلاع
