انواع سلول‌های خورشیدی تندم (Tandem)

به گزارش برق نیوز، تولید یک سلول چندپیوندی (Tandem) به دلیل ضخامت‌های بسیار کم و سختی‌های مربوط به گرفتن جریان از بین لایه‌ها، اصلا کار آسانی نیست. با این حال، به نظر می‌رسد که ساخت سلول تندم با استفاده از سلول‌های جدا از هم و نهایتا اتصال دادن آن‌ها خارج از سلول توسط سیم کار را آسان‌تر کند. این مدل همان mechanically stacked است. این تکنیک به طور گسترده‌ای توسط شرکت Uni Solar برای اتصال سلول‌های سیلیکون آمورف استفاده می‌شود. اما زمانی که لایه‌ها هم به طور مکانیکی و هم به صورت الکتریکی به هم متصل باشند، یعنی در مدل monolithic، کار سخت‌تر خواهد شد. زیرا در این سلول‌ها باید جریان تولیدی در هر لایه کنترل شود تا با بقیه هم‌خوانی داشته باشد.

 

تاکنون ترکیب‌های متنوعی از سلول‌ها برای ساخت سلول تندم مورد استفاده قرار گرفته‌اند. برای مثال ترکیب سیلیکون آمورف و پروسکایت، پروسکایت و پروسکایت، CIGS و پروسکایت و Dye-Sensitized و CIGS. برای ساخت این سلول‌ها به صورت یکپارچه، با توجه به بندگپ سلول‌ها، سلول زیری و رویی مشخص می‌شود و به ترتیب مواد (مشابه با لایه نشانی در حالت single junction) لایه نشانی می‌شوند. فقط باید در نظر داشت که برای انتقال نور به لایه‌های زیرین، لایه‌ها باید شفاف (transparent) باشند.
برای مثال شکل‌های زیر ترتیب لایه‌نشانی‌ها در یک سلول تندم CIGS-dye sensitized و یک سلول تندم سیلیکون-پروسکایت را نشان می‌دهد. همانطور که مشاهده می‌کنید، سلول DSSC یا همان دای با بندگپ بزرگ‌تر بر روی سلول CIGS با بندگپ کوچکتر قرار گرفته است. همچنین سلول پروسکایت با بندگپ بزرگتر از سلول سلیکونی بر روی آن لایه نشانی شده است. با ترکیب این سلول‌ها با یکدیگر، یکسری ملاحظاتی به فرآیند ساخت اضافه می‌شود. برای مثال، در حضور سیلیکون آمورف که پایداری کمی در برابر دمای بالا دارد، به جای استفاده از لایه انتقال الکترون TiO۲ (که نیازمند آنیل شدن در دمای ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد را دارد) از لایه نشانی SnO۲ به روش Atomic Layer Deposition استفاده می‌شود. به این ترتیب مشکل دمای بالا حل می‌شود.