El equipo de investigadores desarrolló conjuntamente una capa compuesta de túnel de silicio policristalino para silicio cristalino de perovskita (TOPCon) células solares en tándem (TSCs), logrando una excelente eficiencia y alta estabilidad.

Debido a su eficiencia teórica ultraalta y ventajas de costos, las células solares en tándem de perovskita/silicio cristalino tienen amplias perspectivas de desarrollo en la industria fotovoltaica y han atraído una amplia atención. Los esfuerzos anteriores para mejorar la eficiencia del dispositivo se han centrado en mejorar la celda superior, pero hay mucho margen de mejora más allá de la celda superior.

La capa compuesta es la capa de contacto eléctrico entre las celdas superior e inferior y desempeña un papel crucial para mejorar aún más la eficiencia.

En este estudio, los investigadores desarrollaron una capa compuesta de túneles de silicio policristalino (poli-Si) y la utilizaron en células en tándem de silicio cristalino de perovskita/TOPCon.

Mediante el método de recocido en dos pasos, se suprime eficazmente la difusión de dopantes de boro y fósforo, lo que da como resultado excelentes propiedades de pasivación y contacto de la célula.

En comparación con la tradicional capa de óxido conductor transparente, esta nueva capa compuesta de túnel tiene una adsorción más fuerte en sustratos de polisilicio (P+) y puede proporcionar un transporte y extracción de portadores de carga más eficientes para las células hijas de perovskita de la capa superior.

Esta celda en tándem recientemente desarrollada logra una notable eficiencia de conversión fotoeléctrica del 29,2%, uno de los valores más altos reportados hasta la fecha para las celdas en tándem de perovskita/TOPCon.

Además, la célula solar muestra una alta estabilidad al mantener una eficiencia inicial del 85% después de 500 horas de seguimiento continuo del punto de máxima potencia.

Según los investigadores, las simulaciones de elementos finitos arrojan más luz sobre el transporte de vehículos y los mecanismos de construcción de túneles. Además, el análisis de correlación muestra que la concentración dopante de polisilicio puede afectar el rendimiento de Células en tándem de perovskita/silicio cristalino.

Figura 1 Perovskita/TOPCon TSC con capa compuesta de túneles de polisilicio