پژوهشگران هندی یک جفتسازی از یک سلول بالایی پروسکایت هالید بدون سرب CsGeI3 با یک سلول پایینی مس–ایندیم–گالیوم–سلنید شبیهسازی کردند. دستگاه تاندِم حاصل، پتانسیل دستیابی به بازده تبدیل توان ۲۶٫۰۶٪ را دارد.
پژوهشگرانی به سرپرستی تیمی در مؤسسه ملی فناوری ویسوزارایا در هند، یک سلول خورشیدی تاندِم را شبیهسازی کردهاند که بر پایهی یک سلول بالایی پروسکایت هالید بدون سرب با گاف انرژی وسیع ۱٫۶ eV و یک سلول پایینی مس–ایندیم–گالیوم–سلنید (CIGS) با گاف انرژی باریک ۱٫۱ eV ساخته شده است. این دستگاه نوین دو ترمینالی پتانسیل بازدهی تبدیل ۲۶٫۰۶٪ را دارد.
نویسنده مسئول این پژوهش گفته است که این نخستین تلاش برای جفت کردن یک سلول بالایی مبتنی بر CsGeI3 با یک سلول پایینی CIGS در ساختار تاندِم است. برای اطمینان از دقت نتایج شبیهسازی، تیم ابتدا هر دو سلول بالایی و پایینی را با دادههای تجربی کالیبره کرد و سپس نتایج شبیهسازی را با یافتههای تجربی مقایسه نمود.
این تیم هندی یک سلول خورشیدی تاندِم CsGeI3/CIGS طراحی کردند که شامل سلول بالایی با ضخامت ۲۷۳ نانومتر (شبیهسازیشده تحت تابش AM1.5G) و سلول پایینی با ضخامت ۱۰۰۰ نانومتر بود. پژوهشگران اثر ضخامت، دما، بازده کوانتومی، نمودار نوار انرژی، ضرایب جذب و پارامترهای مدار معادل مدل دو دیودی را بر عملکرد سلول خورشیدی بررسی کردند. این طراحی تاندِم پروسکایت–CIGS مسیر امیدوارکنندهای را برای توسعه سلولهای خورشیدی تاندِم با راندمان بالا و هزینه کم نشان میدهد.
سلول خورشیدی تاندِم (Tandem Solar Cell) یک نوع سلول خورشیدی پیشرفته است که از دو یا چند لایه سلول خورشیدی با مواد و گاف انرژی (Bandgap) متفاوت روی هم ساخته میشود.
دلیل ساخت این سلول این است که هر ماده فقط میتواند بخشی از نور خورشید (طول موج مشخص) را جذب کند. در سلولهای خورشیدی تکلایه، بخش بزرگی از انرژی نور خورشید به شکل گرما هدر میرود.
در سلول تاندِم، لایه بالایی فوتونهای پرانرژی (طول موج کوتاه) رو جذب میکند و لایه پایینی فوتونهای کمانرژیتر (طول موج بلندتر) را. بدین ترتیب بخش بیشتری از طیف نور خورشید به برق تبدیل میشود.
پژوهشهای جدید روی سلولهای خورشیدی تاندِم نشان میدهد که در آینده میتوان از این فناوری برای افزایش راندمان نیروگاه خورشیدی استفاده کرد. همچنین بهکارگیری این سلولها در پنل خورشیدی برای خانه میتواند هزینه تولید برق خانگی را بهطور چشمگیری کاهش دهد.