Advanced Tandem Solar-Cell Architectures: Beyond the Conventional Silicon–Perovskite Paradigm

Dilfuza Shukurova; Barno Ibragimova

doi:10.65164/qt1x2a43

Mualliflar

Dilfuza Shukurova Tashkent State Technical University, 2 Universitetskaya Street, 100095 Tashkent, Uzbekistan ##default.groups.name.author##
Barno Ibragimova Tashkent State Technical University, 2 Universitetskaya Street, 100095 Tashkent, Uzbekistan ##default.groups.name.author##

DOI:

https://doi.org/10.65164/qt1x2a43

Kalit so‘zlar:

tandem quyosh batareyalari; ko'p tarmoqli fotovoltaiklar; perovskitlar; kremniy; III–V yarimo'tkazgichlar; quvvatni konvertatsiya qilish samaradorligi; barqarorlik; kapsulalash; ikki o'lchovli materiallar; fotonik kristallar; barqaror rivojlanish

Abstrak

Ushbu maqolada an'anaviy kremniy-perovskit paradigmasidan tashqariga chiqadigan ilg'or tandem quyosh batareyalari arxitekturalari ko'rib chiqiladi. Nazariy modellashtirish, raqamli simulyatsiyalar va eksperimental tadqiqotlarni birlashtirgan integral yondashuvdan foydalangan holda, bitta bo'g'inli va ko'p bo'g'inli fotovoltaik qurilmalarning ishlashining qiyosiy tahlili taqdim etiladi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, tandem arxitekturalari bitta bo'g'inli quyosh batareyalaridan sezilarli darajada ustun turadi: perovskit-kremniy tandem qurilmalari taxminan 27% quvvatni konvertatsiya qilish samaradorligiga erishadi, III-V-Si material tizimlariga asoslangan uch bo'g'inli konfiguratsiyalar esa 30% dan oshadi. Optik modellashtirish tarkibiy yutuvchi qatlamlar orasidagi optimal spektral taqsimotni tasdiqlaydi. Skanerlovchi elektron mikroskopiya (SEM) tasvirlari sintez jarayonini optimallashtirgandan so'ng sirt morfologiyasining yaxshilanganligini ko'rsatadi, uzoq muddatli barqarorlik sinovlari esa qurilmaning ishlashini saqlab qolishda kapsulalashning muhim rolini ta'kidlaydi.

Grafen va MoS₂ kabi ikki o'lchovli materiallarni integratsiyalash, yorug'likni ushlab turishni kuchaytirish uchun fotonik kristallarni qo'shish va atrof-muhitga moslikni yaxshilash uchun qo'rg'oshinsiz perovskitlarni ishlab chiqish kabi yangi texnologik strategiyalarga alohida e'tibor qaratiladi. Olingan natijalar global rekord tendentsiyalarga mos keladi, garchi ular mutlaq ko'rsatkichlar bo'yicha eng yuqori xabar qilingan qiymatlardan biroz pastroq bo'lsa ham. 2040-yilga kelib tandem fotovoltaik texnologiyalari quyosh energiyasi bozorining 40% dan ortig'ini tashkil qilishi va shu bilan qayta tiklanadigan energiya manbalarini kengaytirishga va CO₂ chiqindilarini kamaytirishga hissa qo'shishi taxmin qilinmoqda. Umuman olganda, tandem quyosh batareyalari fotovoltaikaning kelajakdagi rivojlanishida asosiy yo'nalishni ifodalaydi va global energiya o'tishida muhim rol o'ynashi mumkin.