1. Toward a highly efficient large surface Perovskite Silicon 4-Terminal tandem module
- Author
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Sophie Bernard, Marion Provost, Nathanaelle Schneider, Damien Coutancier, Romain Bodeux, Thomas Guillemot, Valerie Daniau, Sebastien Jutteau, Stéphane Collin, Emilie Raoult, Jean Rousset, Armelle Yaiche, Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France (UMR) (IPVF), École polytechnique (X)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-TOTAL FINA ELF-EDF (EDF)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France (ITE) (IPVF)-Air Liquide [Siège Social], Plate-Forme de Recherche en Imagerie Cellulaire de Haute-Normandie (PRIMACEN), Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institute for Research and Innovation in Biomedicine (IRIB), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Glycobiologie et Matrice Extracellulaire Végétale (Glyco-MEV), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), EDF R&D (EDF R&D), EDF (EDF), GREMAN (matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies) (GREMAN - UMR 7347), Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies [Marcoussis] (C2N), Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Université de Rouen Normandie (UNIROUEN), Normandie Université (NU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Tours (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-High-tech Research Infrastructures for Life Sciences (HeRacLeS), Normandie Université (NU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Tours (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Centre Val de Loire (INSA CVL), and Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
- Subjects
Materials science ,Fabrication ,Silicon ,business.industry ,Photovoltaic system ,chemistry.chemical_element ,Perovskite solar cell ,[CHIM.MATE]Chemical Sciences/Material chemistry ,Active surface ,7. Clean energy ,Die (integrated circuit) ,chemistry ,Stack (abstract data type) ,Optoelectronics ,business ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,Perovskite (structure) - Abstract
This work presents a path to the fabrication of highly efficient, large size 4-Terminal (4T) perovskite silicon tandem. As a first step, our deposition process of perovskite based on spin coating was transferred to slot die coating, enabling large surface areas. Simultaneously, a semitransparent perovskite solar cell was designed to ensure a high optical transmission in the near-infrared (NIR) and we achieved a transmission of 90% at 900 nm, in good agreement with the optical simulation. As a second step, a stack reproducing the perovskite solar cell has been packaged with an n-PERT silicon cell in a box printed in 3D to form a pseudo-tandem with 16 cm2 active area. This device allows to guarantee its durability and to precisely assess the performances of the filtered silicon bottom cell thanks to correct optical alignment. It also minimizes optical losses between both silicon bottom and perovskite top cells. Combining a 16.9% perovskite top cell (active surface of 0.09 cm2) deposited by slot die and a 6.4% filtered silicon bottom cell results in an efficiency of 23.3% for a 4T tandem solar cell. Moreover, a filtered silicon solar with 8.2% efficiency is obtained using a perovskite solar cell stack optimized for NIR. The fabrication of 4T tandem over 16 cm2 active area are currently in progress and will be discussed.
- Published
- 2021
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