AMOLF-konserni on saavuttanut ennätykselliset muunnostehot ohutkalvoaurinkosähkökennoilla.
AMOLF-ryhmän johtaja Esther Alarcon Llado sanoo: "Kuvioidemme vahvan valonpysäytyssuorituskyvyn perusteella arvioimme, että 20 μm:n paksuisella c-Si-kennolla voitaisiin saavuttaa yli 1 prosentin aurinkosähkötehokkuus, mikä olisi ehdoton läpimurto kohti joustavaa. , kevyt c-Si PV.
Lisäksi ohuemmat Si-absorberit sietävät paremmin elektronisia vikoja kuin paksut vastineet. Tämä tarkoittaa, että ohuita korkeahyötysuhteisia Si-kennoja voitaisiin valmistaa myös heikompilaatuisesta piistä, mikä vähentää raaka-Si-puhdistuksen energian tarvetta ja lyhentää niiden energian takaisinmaksuaikaa. Hyperuniform kuviollinen ohut PV on erittäin lupaava tekniikka. Vaikka tällaisten ohuiden korkeatehoisten kennojen saattamiseksi osaksi elinympäristöämme on vielä paljon työtä tehtävänä, tämä työ saa meidät hyvin optimistisesti siihen, että tämä tapahtuu pian."
Yli 65 % auringonvalon absorptio yhden mikronin Si-levyssä, jossa on hyperuniform-rakenne
Nasim Tavakoli, Richard Spalding, Alexander Lambertz, Pepijn Koppejan, Georgios Gkantzounis, Chenglong Wan, Ruslan Röhrich, Evgenia Kontoleta, A. Femius Koenderink, Riccardo Sapienza, Marian Florescu ja Esther Alarcon-Llado
ACS Photonics 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668
Ohuet, joustavat ja näkymätön aurinkokennot ovat lähitulevaisuudessa kaikkialla esiintyvä tekniikka. Ultraohut kiteinen pii (c-Si) -kennot hyödyntävät bulkkipiikennojen menestystä samalla kun ne ovat kevyitä ja mekaanisesti joustavia, mutta kärsivät huonosta absorptiosta ja tehokkuudesta. Tässä esittelemme uuden pintakuviointiperheen, joka perustuu korreloituihin epätasaisiin hyperuniformisiin kuvioihin, jotka pystyvät tehokkaasti kytkemään tulevan spektrin piilevyn optisiin tiloihin. Osoitamme kokeellisesti 66.5 % auringon valon absorption vapaasti seisovissa 1 μm c-Si-kerroksissa hyperyhtenäisellä nanorakenteisella spektrialueella 400-1050 nm. Mittauksistamme saatu absorptioekvivalenttivalovirta on 26.3 mA/cm2, mikä on paljon korkeampi kuin kirjallisuudessa saman paksuiselle Si:lle löydetty korkein. Ottaen huomioon huippuluokan Si PV -teknologiat, arvioimme, että parannettu valonpysäytys voi johtaa yli 15 %:n kennon hyötysuhteeseen. Valon absorptiota voidaan mahdollisesti lisätä arvoon 33.8 mA/cm2 sisällyttämällä takaisin heijastin ja parannettu heijastuksenesto, jolle arvioimme aurinkosähkötehokkuuden olevan yli 21 % 1 μm paksuilla Si-kennoilla.
Toinen aurinkokennojen tieteellinen saavutus
Toinen koskee CZTSSe (kupari, sinkki, tina, jossa on jonkin verran rikkiä ja seleeniä) ohutkalvo aurinkokennoja, jotka ovat ympäristöystävällisiä yleiskäyttöisiä ohutkalvoaurinkokennoja. Näistä voi piin jälkeen tulla yksi tulevaisuuden hallitsevista/päävirran ohutkalvoista (ja syrjäyttävistä paksukalvoista) aurinkokennotyypeistä.
Ei indiumia bulkkimateriaalikerroksissa, mikä helpottaa indiumin ympärillä olevia toimitusongelmia.
Ei myöskään tarvitse galliumia suurimmaksi osaksi kerroksesta, koska ihmiset ovat huolissaan galliumista.
Ympäristöystävälliset aurinkokennot parantavat sähköntuotannon tehokkuutta ratkaisemalla vikojen syitä.
DGIST – Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology
Paperi:
Metallien esiasteiden pinoamisjärjestyksen vaikutus tilavuusvirheiden muodostumiseen CZTSSE-ohutkalvossa: rakkuloiden ja nanohuokosten muodostumismekanismi
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 ja 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 on futuristisen ajattelun johtaja ja suosittu Science -bloggaaja, jolla on miljoona lukijaa kuukaudessa. Hänen bloginsa Nextbigfuture.com on sijalla 1 Science News Blog. Se kattaa monia häiritseviä tekniikoita ja suuntauksia, kuten avaruus, robotiikka, tekoäly, lääketiede, ikääntymistä estävä biotekniikka ja nanoteknologia.
Hän tunnetaan huipputeknologioiden tunnistamisesta, ja hän on tällä hetkellä perustaja ja varainkeräys korkean mahdollisen alkuvaiheen yrityksille. Hän on syvän teknologian investointien tutkimuksen johtaja ja Space Angelsin enkelisijoittaja.
Hän on usein puhunut yrityksissä, hän on ollut TEDx -puhuja, Singularity University -puhuja ja vieraana lukuisissa radio- ja podcast -haastatteluissa. Hän on avoin julkiselle puhumiselle ja neuvoille.
