Forscher in Indien haben das 4T-Gerät mit oberen und unteren Zellen auf der Grundlage großflächiger halbtransparenter Perowskit-Zellen mit Kupfermetallkontakten gebaut. Anstelle von teurem Gold wurde Kupfer verwendet, um die Gesamtkosten der Zelle zu senken.
Forscher des Indian Institute of Technology Bhilai haben eine vierpolige (4T) Perowskit-/Silizium-Tandemsolarzelle hergestellt, die auf einer großflächigen halbtransparenten Perowskit-Zelle mit einem Metallkontakt auf Kupferbasis anstelle von teurem Gold sowohl für die obere als auch für die untere Zelle des 4T-Geräts beruht.
"Kupfer wurde verwendet, um die Gesamtkosten der Zelle zu senken", so der Forscher Manas Ranjan Samantaray gegenüber dem pv magazine. "Es wird auch eine Sandwichstruktur aus Gold-Kupfer-Gold untersucht, um die Kosten zu senken, ohne die Stabilität zu beeinträchtigen.
Die cm2-Zelle, die für die obere und die untere Zelle verwendet wird, wurde von derselben Forschungsgruppe im September vorgestellt und wird durch ein zweistufiges Spin-Coating-Verfahren mit einem fluordotierten Zinnoxid (FTO)-Substrat, einer Methylammonium-Blei-Jodid (MAPbI3)-Perowskit-Schicht, die zwischen einer Elektronentransportschicht (ETL) aus Titanoxid (TiO2) und einer Lochtransportschicht (HTL) aus Spiro-OMeTA liegt, und einer leitenden Elektrode aus Kupfer hergestellt. "Unsere halbtransparente obere Zelle ermöglicht den Durchgang von Licht oberhalb von 750 nm und eignet sich für die Verwendung mit Poly- und Mono-Si-PV-Zellen und -Modulen", fügte Ranjan Samantaray hinzu.
(Die halbtransparente Zelle, die als obere und untere Zelle für das 4T-Gerät verwendet wird.
Bild: Indian Institute of Technology Bhilai)
Die indischen Wissenschaftler haben 4T-Solarzellen mit unterschiedlichen Konfigurationen entwickelt. Eine davon wurde mit den oben erwähnten großflächigen halbtransparenten Perowskit-Solarzellen mit einer aktiven Fläche von 1 cm2 und 2 cm2 gebaut, die einen Wirkungsgrad von 5,07 % bzw. 4,10 % aufwiesen, sowie mit einer Silizium-Solarzelle auf der Basis eines selektiven Trägerkontakts (CSC) mit einem Wirkungsgrad von 3,42 %. Ein weiteres Gerät wurde mit denselben oberen und unteren Zellen und einer kommerziellen kristallinen Siliziumzelle mit einem Wirkungsgrad von 14,11 % hergestellt.
Die erste Solarzelle erreichte einen Wirkungsgrad von 7,31 %, der höher ist als der Wirkungsgrad einzelner Zellen, und die zweite erreichte 15,15 %, ein Wert, den die Forscher als vergleichbar mit bestehenden Geräten beschreiben, die teurere Materialien wie Gold und Indiumzinnoxid (ITO) verwenden. "In Zukunft werden wir die Stabilität der Geräte nachweisen, und es sind noch einige weitere Studien erforderlich, um die Entwicklung großflächiger Module voranzutreiben", so Ranjan Samantaray.
Die 4T-Tandem-Solarzelle wurde in dem Artikel "Four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells based on large-area perovskite solar cells utilizing low-cost copper semi-transparent electrode" beschrieben, der in Applied Physics A veröffentlicht wurde.