Japonya’daki Tokyo Şehir Üniversitesi’nden araştırmacılar, üstte perovskit bir cihaz ve altta bakır, indiyum, galyum ve selenyum (CIGS) bazlı bir hücreden oluşan tandem güneş pili için dünya rekoru kıran bir güç dönüşüm verimliliğine ulaştıklarını iddia ediyorlar.
Tandem cihaz, iki terminalli (2T) bir konfigürasyona, 1 cm2’lik aktif bir alana ve %25,14’lük onaylanmış bir verimliliğe sahip. Sonuç, Japonya Ulusal İleri Endüstriyel Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (AIST) tarafından doğrulandı. Önceki dünya rekoru olan %24,6’lık verimlilik, Şubat 2025’te Alman araştırma enstitüsü HZB tarafından elde edilmişti. Japon ekip: “O zamandan beri dünya çapında iyileştirme araştırmaları yapıldı, ancak %25 bariyeri aşılamadı” dedi.
Perovskit güneş pili verimliliği ile yeni bir rekor kırdı
Bilim insanları, hücrenin, AIST’nin kendisi tarafından geliştirilen alt CIGS cihazına ve iki hücre arasına yerleştirilen yeni bir bariyer tabakası sayesinde elde edilen daha yüksek kristalliğe sahip geliştirilmiş bir perovskit soğurucuya sahip üst perovskit hücreye dayandığını açıkladılar.
Bu katman, daha uygun bir büyüme yüzeyi sağlayarak perovskit filminin daha iyi kristalleşmesini destekler. Aynı zamanda, aksi takdirde cihaz verimliliğini düşürecek olan arayüzey rekombinasyon kayıplarını azaltır. Ayrıca, CIGS katmanı ile perovskit öncülleri arasında istenmeyen kimyasal reaksiyonları da önler. Üstteki hücre, indiyum kalay oksit (ITO) alt tabakası, MeO-2PACz olarak bilinen kendiliğinden birleşen tek katman (SAM), perovskit soğurucu, buckminsterfulleren (C60) ve atomik katman biriktirme (ALD-SnO2) yoluyla biriktirilen kalay dioksit katmanına dayanan bir elektron taşıma katmanı (ETL), başka bir ITO katmanı, magnezyum florürden (MgF2) yapılmış yansıma önleyici bir kaplama ve gümüş metal kontak ile oluşturulmuştur.
CIGS hücresi ise soda-kireç camı (SLG) alt tabakası, molibden (Mo) arka kontak, CIGS soğurucu, kadmiyum sülfür (CdS) tampon katmanı ve çinko oksit (ZnO) pencere katmanı ile yapılmıştır. Standart aydınlatma koşulları altında test edilen tandem pil, %25,14 verimlilik, 1,845 V açık devre voltajı, 16,25 mA/cm2 kısa devre akım yoğunluğu ve %83,5 doluluk faktörü elde etmiştir.
