24.9%! Sel Tumpuk Calcium Titanate-CIS Baru Mencetak Rekor Efisiensi

Para peneliti di Karlsruhe Institute of Technology (KIT) di Jerman telah mengembangkan sel surya laminasi berdasarkan chalcogenide serta film tipis tembaga/indium/selenium (CIS).

Sel ini digambarkan sebagai sel fotovoltaik pertama dari jenisnya yang mencapai efisiensi mendekati 25 persen. Sel fotovoltaik baru memiliki efisiensi yang memenuhi syarat sebesar 23,5% dan efisiensi maksimum 24,9%.

Efisiensi telah diverifikasi oleh Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems).

Para ilmuwan menggunakan CIS dengan celah pita sekitar 1,03 eV dan sejumlah kecil galium, serta chalcogenide tri-kationik dengan celah pita sekitar 1,59 eV, menggunakan lapisan anti-reflektif (ARC) untuk meningkatkan cahaya kopling dan meningkatkan arus foto umum. Sel ini memiliki efisiensi konversi daya 24,9%, tegangan rangkaian terbuka 1,57 V, arus hubung singkat 21,1 mA dan varians pengisian 75,2%. Sel atas dan bawah memiliki arus foto doped masing-masing 20,4 mA dan 20,7 mA.

Pada September 2020, sel tumpuk Calcium Titanite CIGS baru dari Laboratorium Energi Terbarukan Nasional mencapai efisiensi rekor dunia sebesar 24,16%, yang secara resmi disertifikasi oleh laboratorium CalLab dari Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE).

Sel-sel yang ditumpuk menggabungkan dua semikonduktor berbeda yang mengubah bagian spektrum yang berbeda menjadi energi listrik.

Sel fotovoltaik yang terdiri dari tembaga, indium, galium dan selenium dapat disimpan sebagai film tipis dengan ketebalan total hanya 3-4 mikron. Lapisan kalkulogenida bahkan lebih tipis, hanya 0,5 mikron. Dengan demikian, sel surya laminasi baru yang terbuat dari CIGS dan chalcogenide memiliki ketebalan jauh di bawah 5 mikron dan dapat digunakan untuk menghasilkan modul surya yang fleksibel.