Các mô-đun pin mặt trời ngày nay chủ yếu được làm bằng silicon và khả năng nâng cao hiệu quả hơn nữa đã được sử dụng rộng rãi. Nhưng kể từ năm 2008, danh mục vật liệu "metal halide peroxide" đã trở thành tâm điểm nghiên cứu: các hợp chất bán dẫn này có thể chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng rất tốt và vẫn còn nhiều chỗ để cải thiện. Đặc biệt, chúng có thể kết hợp với pin mặt trời silicon để tạo thành pin mặt trời song song giúp sử dụng ánh sáng mặt trời hiệu quả hơn.

Một số nhóm của HZB đã nghiên cứu chuyên sâu về công nghệ silicon và chất bán dẫn peroxide từ năm 2015, cũng như kết hợp cả hai thành pin mặt trời song song sáng tạo. Vào tháng 1 năm 2020, HZB đã đạt được kỷ lục 29,15% pin mặt trời song song silicon peroxide và công bố công trình này trên tạp chí Science. Sau đó, trước Giáng sinh năm 2020, Oxford Photovoltaics đã có thể công bố hiệu suất chứng nhận là 29,52%. Kể từ đó, những cuộc thi hấp dẫn để thiết lập những kỷ lục mới đã diễn ra. Steve Albrecht, người đang tham gia nghiên cứu màng mỏng peroxide tại phòng thí nghiệm HySPRINT của HZB, giải thích: "Hiệu suất 30% giống như ngưỡng tâm lý đối với công nghệ mới hấp dẫn này, có thể thay đổi hoàn toàn ngành quang điện trong tương lai gần." Bernd Stannowski, trưởng nhóm kỹ thuật nói thêm. "Tôi muốn đặc biệt nhấn mạnh đến sự hợp tác tốt đẹp giữa các nhóm và viện nghiên cứu khác nhau của HZB. Đây là lý do tại sao chúng tôi có thể phát triển hoàn toàn các pin mặt trời song song mới này trong HZB và một lần nữa đạt được kỷ lục thế giới."
Tế bào song song silicon peroxide dựa trên hai cải tiến. Mặt trước có kết cấu nano (trái) và mặt sau có gương phản xạ điện môi (phải).

Nghiên cứu và phát triển gần đây tập trung vào cải tiến quang học của tế bào đáy dị thể silicon. Đã thêm bề mặt trước có kết cấu nano và gương phản xạ điện môi phía sau. Nó hiện đã được xác nhận chính thức bởi Fraunhofer ISE CalLab. Pin mặt trời song song silicon peroxide mới đã được chứng nhận độc lập và hiệu quả của nó đã lập kỷ lục thế giới là 29,80%.

Trong công trình mới này, Tiến sĩ Philipp Tockhorn (nhóm Albrecht) và nghiên cứu sinh Johannes Sutter (nhóm Becker) đã nghiên cứu cách cấu trúc nano ở các giao diện khác nhau ảnh hưởng đến hiệu suất của pin mặt trời song song. Pin mặt trời song song bao gồm peroxit trên pin mặt trời silicon. Cấu tạo pin mặt trời. Đầu tiên, họ sử dụng các mô phỏng trên máy tính để tính toán mật độ quang điện của các dạng hình học khác nhau của các tế bào con peroxide và silicon có và không có cấu trúc nano. Sau đó, họ sản xuất pin mặt trời song song silicon peroxide với các kết cấu khác nhau. Ngay cả kết cấu nano ở một mặt cũng có thể cải thiện khả năng hấp thụ ánh sáng và có thể đạt được dòng quang điện cao hơn so với vật thể tham chiếu phẳng. Kết cấu nano cũng cải thiện một chút chất lượng điện tử của pin mặt trời song song và làm cho lớp peroxide tốt hơn.

Nhóm nghiên cứu cũng cải tiến mặt sau của pin mặt trời song song, được thiết kế để phản xạ ánh sáng hồng ngoại vào chất hấp thụ silicon. Bằng cách sử dụng một gương phản xạ điện môi, phần ánh sáng mặt trời này có thể được sử dụng hiệu quả hơn, do đó tạo ra dòng quang điện cao hơn.

Những kết quả này đã mở đường cho sự cải thiện hơn nữa. Kết quả mô phỏng cho thấy rằng hiệu suất có thể được cải thiện hơn nữa bằng cấu trúc nano của các lớp hấp thụ ở cả hai bên. Các nhà nghiên cứu tin rằng hiệu quả vượt xa 30% có thể sớm đạt được.

Trò chơi vẫn đang diễn ra.