Kemajuan ke Sel Surya Film Tipis Efisiensi Tinggi

Rekam efisiensi konversi telah dicapai dengan sel fotovoltaik film tipis oleh Grup AMOLF.

Pemimpin kelompok AMOLF Esther Alarcon Llado mengatakan: “berdasarkan kinerja perangkap cahaya yang kuat dari pola kami, kami memperkirakan bahwa efisiensi PV di atas 20% dapat dicapai untuk sel c-Si setebal 1 m, yang akan mewakili terobosan mutlak menuju fleksibel , PV c-Si ringan.

Juga, peredam Si yang lebih tipis lebih toleran terhadap cacat elektronik dibandingkan dengan peredam yang tebal. Ini berarti bahwa sel Si tipis dengan efisiensi tinggi juga dapat dibuat dari silikon tingkat rendah, sehingga mengurangi kebutuhan energi untuk pemurnian Si mentah dan mengurangi waktu pengembalian energinya. PV tipis berpola hyperuniform adalah teknologi yang sangat menjanjikan. Meskipun masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk membuat sel tipis dengan efisiensi tinggi menjadi bagian dari lingkungan hidup kita, pekerjaan ini membuat kami sangat optimis bahwa ini akan segera terjadi.”

Lebih dari 65% Penyerapan Sinar Matahari dalam satu mikron Si Slab dengan Tekstur Hyperuniform

Nasim Tavakoli, Richard Spalding, Alexander Lambertz, Pepijn Koppejan, Georgios Gkantzounis, Chenglong Wan, Ruslan Röhrich, Evgenia Kontoleta, A. Femius Koenderink, Riccardo Sapienza, Marian Florescu, dan Esther Alarcon-Llado
Fotonik ACS 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668

Sel surya yang tipis, fleksibel, dan tidak terlihat akan menjadi teknologi yang ada di mana-mana dalam waktu dekat. Sel silikon kristal ultra tipis (c-Si) memanfaatkan keberhasilan sel silikon massal sementara ringan dan fleksibel secara mekanis, tetapi mengalami penyerapan dan efisiensi yang buruk. Di sini kami menyajikan keluarga baru tekstur permukaan, berdasarkan pola hyperuniform yang tidak teratur yang berkorelasi, yang mampu secara efisien menggabungkan spektrum insiden ke dalam mode optik lempengan silikon. Kami secara eksperimental mendemonstrasikan 66.5% penyerapan cahaya matahari dalam lapisan 1 m c-Si yang berdiri bebas dengan struktur nano yang seragam untuk rentang spektral 400 hingga 1050 nm. Arus foto ekuivalen serapan yang diperoleh dari pengukuran kami adalah 26.3 mA/cm2, yang jauh di atas nilai tertinggi yang ditemukan dalam literatur untuk Si dengan ketebalan yang sama. Mempertimbangkan teknologi Si PV yang canggih, kami memperkirakan bahwa perangkap cahaya yang ditingkatkan dapat menghasilkan efisiensi sel di atas 15%. Penyerapan cahaya berpotensi dapat ditingkatkan hingga 33.8 mA/cm2 dengan menggabungkan reflektor belakang dan antirefleksi yang ditingkatkan, di mana kami memperkirakan efisiensi fotovoltaik di atas 21% untuk sel Si setebal 1 m.

Prestasi Ilmiah Sel Surya Lainnya

Kedua adalah tentang sel surya film tipis CZTSSe (tembaga, seng, timah dengan beberapa belerang dan selenium), yang merupakan sel surya film tipis untuk keperluan umum yang ramah lingkungan. Ini bisa menjadi, setelah silikon, salah satu jenis sel surya film tipis yang dominan/mainstream (dan menggantikan film tebal) di masa depan.

Tidak ada indium untuk lapisan material curah, sehingga mengurangi masalah pasokan di sekitar indium.
Juga tidak membutuhkan galium sebagai bagian terbesar dari lapisan apa pun, untuk orang-orang yang khawatir tentang galium.

Sel Surya Ramah Lingkungan Meningkatkan Efisiensi Pembangkit Listrik dengan Mengatasi Penyebab Cacat.
DGIST – Institut Sains dan Teknologi Daegu Gyeongbuk

Kertas:
Pengaruh Urutan Penumpukan Prekursor Logam Terhadap Pembentukan Cacat Volume Pada Film Tipis CZTSSe: Mekanisme Pembentukan Blister dan Nanopori
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, dan Jin-Kyu Kang
Bahan & Antarmuka Terapan ACS 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