Rekordkonverteringseffektivitet er nået med tyndfilm solcelleceller af AMOLF Group.
AMOLF-gruppeleder Esther Alarcon Llado siger: "baseret på vores mønstres stærke lysfangende ydeevne, vurderer vi, at PV-effektiviteter over 20% kunne opnås for en 1 μm tyk c-Si-celle, hvilket ville repræsentere et absolut gennembrud i retning af fleksibel , letvægts c-Si PV.
Også tyndere Si-absorbere er mere tolerante over for elektroniske defekter sammenlignet med de tykke modstykker. Dette betyder, at tynde Si-celler med høj effektivitet også kunne fremstilles af silicium af lavere kvalitet, og derved reducere energibehovet til rå Si-rensning og reducere deres energitilbagebetalingstid. Hyperuniform mønstret tynd PV er en meget lovende teknologi. Selvom der stadig er masser af arbejde at gøre for at gøre så tynde højeffektive celler til en del af vores livsmiljø, gør dette arbejde os meget optimistiske om, at dette vil ske snart."
Over 65 % sollysabsorbering i en XNUMX mikron Si-plade med Hyperuniform Texture
Nasim Tavakoli, Richard Spalding, Alexander Lambertz, Pepijn Koppejan, Georgios Gkantzounis, Chenglong Wan, Ruslan Röhrich, Evgenia Kontoleta, A. Femius Koenderink, Riccardo Sapienza, Marian Florescu og Esther Alarcon-Llado
ACS Photonics 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668
Tynde, fleksible og usynlige solceller vil være en allestedsnærværende teknologi i den nærmeste fremtid. Ultratynde krystallinske silicium (c-Si) celler udnytter succesen med bulk silicium celler, mens de er lette og mekanisk fleksible, men lider af dårlig absorption og effektivitet. Her præsenterer vi en ny familie af overfladeteksturering, baseret på korrelerede uordnede hyperuniforme mønstre, der effektivt kan koble det indfaldende spektrum ind i de optiske siliciumplader. Vi demonstrerer eksperimentelt 66.5% sollysabsorption i fritstående 1 μm c-Si-lag ved hyperuniform nanostrukturering for spektralområdet fra 400 til 1050 nm. Den absorptionsækvivalente fotostrøm afledt af vores målinger er 26.3 mA/cm2, hvilket er langt over den højeste fundet i litteraturen for Si af lignende tykkelse. I betragtning af state-of-the-art Si PV-teknologier vurderer vi, at den forbedrede lysindfangning kan resultere i en celleeffektivitet på over 15 %. Lysabsorptionen kan potentielt øges op til 33.8 mA/cm2 ved at inkorporere en bagreflektor og forbedret antirefleksion, for hvilket vi estimerer en fotovoltaisk effektivitet over 21 % for 1 μm tykke Si-celler.
Endnu en solcelle videnskabelig præstation
For det andet handler det om CZTSSe (kobber, zink, tin med noget svovl og selen) tyndfilmsolceller, som er miljøvenlige tyndfilmssolceller til generelle formål. Disse kunne efter silicium blive en af fremtidens dominerende/mainstream tyndfilm (og fortrængende tykfilm) solcelletyper.
Intet indium til bulkmaterialelag, hvilket afhjælper forsyningsproblemer omkring indium.
Har heller ikke brug for gallium som hovedparten af ethvert lag, for folk, der er bekymrede for gallium.
Miljøvenlige solceller forbedrer energiproduktionseffektiviteten ved at løse årsager til defekter.
DGIST – Daegu Gyeongbuk Institut for Videnskab og Teknologi
Papir:
Effekt af metal-precursor-stablingsrækkefølge på volumen-defekt-dannelse i CZTSSe-tyndfilm: dannelsesmekanisme for blærer og nanoporer
Se-Yun Kim, Seung-Hyun Kim, Dae-Ho Son, Hyesun Yoo, Seongyeon Kim, Sammi Kim, Young-Ill Kim, Si-Nae Park, Dong-Hwan Jeon, Jaebaek Lee, Hyo-Jeong Jo, Shi-Joon Sung, Dae-Kue Hwang, Kee-Jeong Yang, Dae-Hwan Kim og Jin-Kyu Kang
ACS Applied Materials & Interfaces 2022 14 (27), 30649-30657
DOI: 10.1021/acsami.2c01892 https://dx.doi.org/10.1021/acsami.2c01892 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.2c01892
Brian Wang er en futuristisk tankeleder og en populær Science blogger med 1 million læsere om måneden. Hans blog Nextbigfuture.com er rangeret som #1 Science News Blog. Det dækker mange forstyrrende teknologi og tendenser, herunder rum, robotik, kunstig intelligens, medicin, anti-aging bioteknologi og nanoteknologi.
Han er kendt for at identificere banebrydende teknologier og er i øjeblikket medstifter af en opstart og fundraiser til virksomheder med et højt potentiale på et tidligt stadium. Han er forskningschef for tildelinger til dybe teknologiske investeringer og en engelinvestor hos Space Angels.
Han har været en hyppig foredragsholder i virksomheder og har været TEDx -højttaler, en Singularity University -højttaler og gæst ved adskillige interviews til radio og podcasts. Han er åben for offentlige taler og rådgivende engagementer.
