Advanced Crystalline Silicon Photovoltaics Research Program (Phase III)

تعتمد المرحلة الثالثة من تعاون جامعة الكويت مع imec عى استكمال تطوير الخلايا الكهروضوئية السليكونية المتطورة التي تم تأسيسها في المراحل 1 و 2. يتمثل الهدف الرئيسي للمرحلة الثالثة إلى تعزيز دور جامعة الكويت في تطوير تكنولوجيا الخلايا الكهروضوئية بناءً عى الفهم الأساسي للأجهزة الكهروضوئية عالية الأداء التي تم تطويرها في المرحلة الثانية. أحد الجوانب القوية للمرحلة الثانية يتضمن الفهم النظري للوسط البيني للسيليكون البلوري مع السليكون الغير المتبلور. مهد هذا الفهم الطريق نحو تطوير تكنولوجيا nPERTs التي تهدف إلى أجهزة كهروضوئية عالية الكفاءة والتي تعتمد في أدائها عى الوص ات الكهربائية الغير متفاعلة والذي سوف يكون أحد اهم المواضيع البحثية للمرحلة الثالثة. كما تهدف المرحلة الثالثة إلى تقييم وتوقع أداء الأنظمة الكهروضوئية التي تم تطويرها في إطار المرحلة الثانية في ظروف الكويت البيئية. إضافة إلى مواصلة تطوير فهم تراجع أداء الأنظمة الكهروضوئية تحت الاستخدام المتواصل في الظروف البيئية الواقعية، وفي نهاية المطاف تكييف التكنولوجيا لتحقيق الأداء الأمثل لأنظمة الخلايا الكهروضوئية المتطورة في ظروف الكويت المناخية خ ال المرحلة 2، تم توسيع التعاون نحو تطوير تكنولوجيا جديدة من الخلايا الشمسية المصنعة من مواد ال perovskite العضوية اللاعضوية. وقد أظهرت هذه التكنولوجيا تطورا ملحوظا مع زيادة الكفاءة إلى أكثر من 22 % في أقل من عقد من الزمان، وهو أمر غير مسبوق لأي تقنية خلايا لأنظمة الخلايا كهروضوئية أخرى. خ ال المرحلة الثانية، طورت شركة imec أساسًا قويًا من حيث الارتقاء بتكنولوجيا - perovskite PV module الى حيز التطبيق العملي إضافة إلى دمج خلايا ال perovskites مع خلايا السليكون في أجهزة الخلايا الشمسية المدمجة ذات الوص ات الرباعية. من ناحية أخرى، استثمرت جامعة الكويت في ) 1( تشخيص وقياس أداء مواد الخلايا الشمسية المصنعة من مواد ال perovskite وفي ) 2( إنشاء بنية تحتية بتقنية جديدة لمعالجة وإنتاج خلايا البيروفسكايت الشمسية في دولة الكويت، مما يسرع بناء المعرفة التكنولوجية ونقل التكنولوجيا من imec الى جامعة الكويت. خ ال المرحلة الثالثة، من المقرر نقل تكنولوجيا معالجة الخلايا الشمسية البيروفسكايت بشكل كامل لجامعة الكويت ومواصلة تطوير ومعالجة العديد من جوانب التكنولوجيا بما في ذلك مسألة تدهور الأداء تحت الظروف التشغيلية المختلفة اضافةً إلى فهم آليات التوصيل الكهربائي للحوامل التوصيلية لتلك الاجهزة. ولما سبق فإن أنشطة المرحلة الثالثة سوف تؤدي إلى تمهيد الطريق نحو إنشاء مركز تميز لتكنولوجيا الكهروضوئيات والطاقات المتجددة في دولة الكويت عى أساس الخبرة البشرية والبنية التحتية التي تم بناؤها خ ال المرحلتين السابقتين والتي سوف تكتمل من خ ال أنشطة المرحلة الثالثة.

Phase 3 of the Kuwait University-imec collaboration on the development of advanced crystalline silicon photovoltaics builds upon the established platforms of phases 1 and 2. The overarching theme of phase 3 is to strengthen the role of Kuwait University in building upon improved fundamental understanding of high-performance photovoltaic (PV) devices developed in phase 2. One of the strong aspects of phase 2 involved the theoretical understanding of the amorphous siliconcrystalline silicon interface. This understanding has paved the path towards the development of passivated contacts for n-type PERT (Passivated Emitter, Rear Totally diffused) technology aiming at higher efficiency devices, which will be one of the main tasks for phase 3. Phase 3 also aims at assessing and predicting the performance of PV systems developed within the framework of phase 2 under Kuwait conditions. Equally important is the further development of insights into the reliability of PV-systems based on ageing predictions and ultimately to adapt the technology for optimal performance for Kuwait conditions. During phase 2, the collaboration was extended towards the development of new hybrid perovskite based solar cells. This technology has shown strong progress with an increasing efficiency to more than 22% in less than a decade, unseen for any other PV technology. Throughout phase 2, imec has established a strong basis in terms of upscaling perovskite PVmodule technology and combining perovskites with silicon bottom-cells in 4-terminal multi-junction solar assemblies. On the other hand, Kuwait University has invested in (1) the characterization of perovskite solar cell materials and in (2) the build-up of new technical infrastructure to have in-house processing capabilities for perovskite solar cells, accelerating the technology knowledge build-up and transfer from imec towards Kuwait University. During phase 3, it is planned to fully transfer the technology of perovskite solar cell processing to Kuwait University and further develop and address several aspects of the technology including the issue of stability and the understanding of carrier transport mechanisms. As such, activities within phase 3 are aimed to pave the way towards the creation of a Center of Excellence for Photovoltaics in Kuwait based on human expertise and infrastructure built up in Kuwait during the two earlier phases.