I ricercatori in India hanno costruito il dispositivo 4T con celle superiori e inferiori basate su celle semitrasparenti di perovskite di grande superficie con contatti metallici in rame. Il rame è stato usato al posto del costoso oro allo scopo di ridurre il costo complessivo della cella.
I ricercatori dell'Indian Institute of Technology Bhilai hanno fabbricato una cella solare tandem perovskite/silicio a quattro terminali (4T) che si basa su una cella di perovskite semitrasparente di grande superficie con un contatto metallico basato sul rame invece del costoso oro per entrambe le celle superiori e inferiori del dispositivo 4T.
"Il rame è stato utilizzato con l'obiettivo di ridurre il costo complessivo della cella", ha detto il ricercatore Manas Ranjan Samantaray alla rivista pv. "Si sta anche studiando una struttura a sandwich di oro-rame-oro per ridurre i costi senza compromettere la stabilità".
La cella di cm2 usata per le celle superiore e inferiore è stata presentata dallo stesso gruppo di ricerca a settembre ed è fabbricata attraverso una tecnica di spin-coating in due fasi con un substrato di ossido di stagno drogato con fluoro (FTO); uno strato di perovskite al piombo metilammonio (MAPbI3) inserito tra uno strato di trasporto di elettroni (ETL) di ossido di titanio (TiO2) e uno strato di trasporto di buchi (HTL) in Spiro-OMeTA; e un elettrodo conduttore di rame. "La nostra cella superiore semitrasparente permette il passaggio della luce sopra i 750 nm ed è adatta all'uso con celle e moduli fotovoltaici poli e mono-Si", ha aggiunto Ranjan Samantaray.
(La cella semi-trasparente usata come cella superiore e inferiore per il dispositivo 4T.
Immagine: Indian Institute of Technology Bhilai）
Gli scienziati indiani hanno sviluppato celle solari 4T con diverse configurazioni. Una è stata costruita con le suddette celle solari semi-trasparenti di perovskite di grande superficie con aree attive di 1 cm2 e 2 cm2, che hanno mostrato un'efficienza di conversione della potenza del 5,07% e del 4,10%, rispettivamente, e una cella solare di silicio a contatto selettivo dei portatori (CSC) con un'efficienza del 3,42%. Un altro dispositivo è stato fabbricato con le stesse celle superiori e inferiori e una cella commerciale in silicio cristallino con un'efficienza del 14,11%.
La prima cella solare ha raggiunto un'efficienza di conversione di potenza del 7,31%, che è superiore alle efficienze delle singole celle, e la seconda ha raggiunto il 15,15%, che è un valore che i ricercatori hanno descritto come comparabile ai dispositivi esistenti che utilizzano materiali più costosi come l'oro e l'ossido di indio-stagno (ITO). "In futuro, dimostreremo la stabilità dei dispositivi, e sono necessari altri studi per fare un passo avanti nella progettazione di moduli di grande superficie", ha dichiarato Ranjan Samantaray.
La cella solare tandem 4T è stata descritta nell'articolo "Four-terminal perovskite/silicon tandem solar cells based on large-area perovskite solar cells utilizing low-cost copper semi-transparent electrode", pubblicato su Applied Physics A.