Advanced Crystalline Silicon Photovoltaics Research Program (Phase II)

يتألـف المشـروع البحثـي مـن ثالثـة أجـزاء رئيسـية الجـزء الأول يعتمـد بشـكل كبيـر علـى الخبـرة السـابقة فـي الخلايا الشمسـية مـن السـليكون البلـوري ً مـن فـي الفتـرة 2013-2015 وأمـا الجـزء الثانـي مـن المشـروع يتوسـع بالبحـث فـي الخلايا الشمسـية التـي تعتمـد علـى هيـاكل ومـواد جديـدة بـدال ً مـن التركيـز علـى مسـتوى الخليـة الواحـدة. قواعـد السـليكون التقليديـة. الجـزء الثالـث مـن المشـروع يهـدف إلـى التركيـز علـى الخلايا – المتكاملـة بـدال مـن النتائـج المـراد تحقيقهـا فـي المرحلـة القادمـة استغلال المـوارد المتاحـة فـي جامعـة الكويـت لتصنيـع خاليـا بروفزكيتـس )perovskites )الرقيقـة. حيـث أن هـذه المـادة الجديـدة قـد أظهـرت أداء ممتـاز كتقنيـة غيـر مكلفـة ومـن جانـب آخـر فهـي أيضـا قابلـة للتصنيـع والتطويـر فـي جامعـة الكويـت مـع إمكانيـة كبيـرة لجعـل جامعـة الكويـت فـي طليعـة هـذا التطـور. يهـدف المشـروع عنـد انتهـاءه إلـى الوصـول إلـى كفـاءة تتجـاوز %30 )تحـت أضـاءه شـمس واحـدة( مـن خـال دمـج خليتيـن فـي هيـكل واحـد باسـتخدام أقطــاب رباعيــة حيــث أن الخليــة الســفلية عبــارة عــن خليــة ســليكونية عاليــة الكفــاءة والخليــة العلويــة عبــارة عــن خليــة رقيقــة مصنعــة مــن خاليــا بروفزكيتـس )perovskites )والتـي تمتـاز باتسـاع نطـاق الطاقـة الممتصـة مـن ضـوء الشـمس. فيمــا يتعلــق بدراســة الخلايا الشمســية مــن منظــور الخلايا المتكاملــة ســيتم فيهــا بشــكل موســع بالتعــاون مــع مؤسســة الأبحاث البلجيكيــة )IMEC ) ً( تحــت ســيناريوهات عــدة. ً وكهربائيــا ً وحراريــا )كفاءتهــا ضوئيــا التركيـز فـي البحـث فـي وحـدة الخلايا المتكاملـة سـيكون علـى الوحـدات مـن نـوع زجاج/زجـاج مطبقـة علـى الخلايا الشمسـية السـليكونية ذات الاقطـاب الخلفيـة. مـدى الاعتمادية والتوافـق مـع الركائـز سـليكونية الرقيقـة سـيتم دراسـته للحصـول علـى وحـدات تمتـاز بإجهـاد غيـر عالـي. الهـدف المـراد تحقيقـه مـن خـال هـذه الدراسـة هـو تطويـر تقنيـة وصـل تعتمـد علـى اللحـام باسـتخدام عـازل بـوروس الخلفـي. سـيتم اختبـار اسـاك معدنيـة تنسـج علـى شـكل صفائـح نسـيجية للحصـول علـى أحسـن فاعليـة مـن حيـث التكلفـة ومسـتوى الاجهاد.

The Advanced Crystalline Silicon Photovoltaics Program is a KFAS funded program between Kuwait University and imec, Belgium. The program which aims at producing high efficiency solar cell technologies which are market viable has been in effect since 2012 and has successfully completed phase I and entered phase II in December 2015. The second phase builds upon the developed silicon platform of phase I and aims to exceed current solar cell performance by introducing novel solar cell structures (perovskite-based hybrid solar cells) and by optimizing field performance by development of cell-to-module integration, cell and module adaptation and energy yield prediction. Throughout phase II, KU researchers have worked at imec to learn the process of fabricating pervoskite solar cells with efficiencies of 17%. Imec has also helped KU researchers in detailing requirements for setting up fabrication capabilities of pervoskite solar cells in Kuwait. This new emerging material has shown good potential for low-cost PV technologies and can be established and developed at KU, with great potential in placing KU at the forefront of this technology. One objective of the project is to reach efficiencies > 30% by combining a Si high-efficiency bottom-cell based on imec’s Si-platform with a high-bandgap thin-film cell based on perovskite solar cells.Main outcomes of phase II include (1) Three visits by imec researchers to Kuwait where technical presentations and discussions on various aspects of the project were held, (2) Publication of two journal paper in highly ranked journals, (3) Presentation of six conference papers in the most reputable photovoltaics conference in both Europe and Asia.