Исследователь из Германии проанализировал, как уровень прозрачности верхней ячейки влияет на производительность нижней ячейки в сложенных тандемных солнечных элементах, и обнаружил, что несовершенная передача влияет не только на нижнюю ячейку, но и на саму верхнюю ячейку в устройстве согласования тока.

Мартина Шмид, ученый из Университета Дуйсбург-Эссена в Германии, сказала: «Основная идея моего исследования заключается в том, что прозрачность верхней ячейки тандемных солнечных батарей, которая часто недооценивается, имеет решающее значение для общей производительности устройства. Особенно в двухконцевой конфигурации с согласованием тока плохая производительность передачи верхней батареи напрямую повредит ее собственным характеристикам! Это яркий и удивительный факт, который, несмотря на его очевидность, недооценивается».

Шмид объяснил, что верхняя батарея должна достичь более высокой эффективности одной ячейки, чтобы компенсировать снижение прозрачности. «Общее эмпирическое правило таково: если верхняя ячейка полностью пропускает фотоны ниже ее запрещенной зоны и солнечный спектр равномерно распределяется между верхней и нижней ячейками, то верхняя ячейка должна достигать не менее 50% эффективности нижней ячейки, чтобы производительность последовательных ячейок достигла производительности отдельной нижней ячейки», — добавила она.

Согласно ее анализу, если прозрачность уменьшается (например, до 35%), верхняя батарея должна быть более эффективной. Кроме того, если производительность последовательной ячейки на 30% выше, чем у нижней ячейки, то коэффициент эффективности верхней к нижней ячейке должен достигать 85%.

«Учитывая эти проблемы, спектральное разделение может быть более практичным, чем простая оптимизация прозрачности»,-подчеркнул Шмид. "Кроме того, многослойные модули имеют недостатки с точки зрения эффективности материала, которые могут быть компенсированы за счет сочетания технологии концентрации света. Кроме того, для полного использования доступного солнечного излучения рекомендуется двухсторонняя работа-в любом случае это важный шаг, особенно если большинство кремниевых модулей сегодня уже используют двухстороннюю технологию".

Эта конструкция идеально подходит для уменьшения количества и толщины промежуточных слоев, тем самым минимизируя паразитное поглощение света и максимизируя свет, но из-за низкой выходной мощности ячеек общая эффективность последовательных ячеек также может быть проблематичной, если ток между верхним и нижним устройствами не совпадает.