قام باحثون في الهند ببناء جهاز 4T بخلايا علوية وسفلية تعتمد على خلايا بيروفسكايت شبه شفافة ذات مساحة كبيرة مع ملامسات معدنية نحاسية. تم استخدام النحاس بدلاً من الذهب باهظ الثمن بهدف تقليل التكلفة الإجمالية للخلية.

قام باحثون من المعهد الهندي للتكنولوجيا Bhilai بتصنيع خلية شمسية ترادفية مكونة من أربعة أطراف (4T) تعتمد على خلية بيروفسكايت شبه شفافة ذات مساحة كبيرة مع تلامس معدني يعتمد على النحاس بدلاً من الذهب الباهظ الثمن لكل من 4T. الخلايا العلوية والسفلية للجهاز.

قال الباحث ماناس رانجان سامانتاراي لمجلة pv "تم استخدام النحاس بهدف تقليل التكلفة الإجمالية للخلية". "يتم أيضًا فحص بنية شطيرة من الذهب والنحاس والذهب لتقليل التكلفة دون المساس بالاستقرار."

تم تقديم خلية cm2 المستخدمة للخلايا العلوية والسفلية بواسطة نفس المجموعة البحثية في سبتمبر وتم تصنيعها عبر تقنية طلاء من خطوتين باستخدام ركيزة أكسيد القصدير المشبع بالفلور (FTO) ؛ طبقة بيروفسكايت من يوديد الرصاص ميثيل الأمونيوم (MAPbI3) محصورة بين طبقة نقل الإلكترون من أكسيد التيتانيوم (TiO2) (ETL) وطبقة نقل ثقب (HTL) مصنوعة من Spiro-OMeTA ؛ وقطب نحاسي موصل. وأضاف رانجان سامانتاراي: "تسمح خليتنا العلوية شبه الشفافة بمرور الضوء فوق 750 نانومتر وهي مناسبة للاستخدام مع الخلايا والوحدات الكهروضوئية المتعددة والسيليكون الأحادية".

تُستخدم الخلية شبه الشفافة كخلية علوية وسفلية لجهاز 4T.

الصورة: المعهد الهندي للتكنولوجيا بهلاي

طور العلماء الهنود خلايا شمسية 4T بتكوينات مختلفة. تم بناء أحدهما باستخدام خلايا بيروفسكايت الشمسية شبه الشفافة ذات المساحة الكبيرة المذكورة أعلاه مع مناطق نشطة تبلغ 1 سم 2 و 2 سم 2 ، والتي أظهرت كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 5.07 ٪ و 4.10 ٪ على التوالي ، واتصال انتقائي للناقل (CSC) - خلايا شمسية أساسها السيليكون بكفاءة 3.42٪. تم تصنيع جهاز آخر بنفس الخلايا العلوية والسفلية وخلية سيليكون بلورية تجارية بكفاءة 14.11٪.

حققت الخلية الشمسية الأولى كفاءة تحويل طاقة 7.31٪ ، وهي أعلى من كفاءة الخلايا الفردية ، والثانية وصلت إلى 15.15٪ ، وهي قيمة وصفها الباحثون بأنها قابلة للمقارنة مع الأجهزة الحالية التي تستخدم مواد أكثر تكلفة مثل الذهب وأكسيد القصدير الإنديوم. (ايتو). صرح رانجان سامانتاراي قائلاً: "في المستقبل ، سوف نظهر استقرار الأجهزة ، وهناك حاجة إلى بعض الدراسات الأخرى للمضي قدمًا في تصميم وحدة مساحة كبيرة".

تم وصف الخلية الشمسية الترادفية 4T في الورقة "الخلايا الشمسية الترادفية المكونة من أربعة أطراف بيروفسكايت / السيليكون بناءً على خلايا شمسية بيروفسكايت كبيرة تستخدم قطبًا كهربيًا شبه شفاف نحاسي منخفض التكلفة" ، الذي نُشر في مجلة الفيزياء التطبيقية أ.