Il leader del gruppo AMOLF Esther Alarcon Llado afferma: "sulla base delle elevate prestazioni di intrappolamento della luce dei nostri modelli, stimiamo che si potrebbero ottenere efficienze fotovoltaiche superiori al 20% per una cella c-Si spessa 1 μm, il che rappresenterebbe una svolta assoluta verso la flessibilità , leggero c-Si PV.
Inoltre, gli assorbitori di Si più sottili sono più tolleranti ai difetti elettronici rispetto alle controparti spesse. Ciò significa che le celle di Si sottili ad alta efficienza potrebbero anche essere realizzate con silicio di qualità inferiore, riducendo così il fabbisogno energetico per la purificazione del Si grezzo e riducendo il tempo di ritorno dell'energia. Il fotovoltaico sottile con motivi iperuniformi è una tecnologia molto promettente. Mentre c'è ancora molto lavoro da fare per rendere queste celle così sottili ad alta efficienza parte del nostro ambiente di vita, questo lavoro ci rende molto ottimisti sul fatto che ciò accadrà presto".
Nasim Tavakoli, Richard Spalding, Alexander Lambertz, Pepijn Koppejan, Georgios Gkantzounis, Chenglong Wan, Ruslan Röhrich, Evgenia Kontoleta, A. Femius Koenderink, Riccardo Sapienza, Marian Florescu ed Esther Alarcon-Llado
ACS Fotonica 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668
Le celle solari sottili, flessibili e invisibili saranno una tecnologia onnipresente nel prossimo futuro. Le celle in silicio cristallino ultrasottile (c-Si) sfruttano il successo delle celle in silicio sfuso pur essendo leggere e meccanicamente flessibili, ma soffrono di scarso assorbimento ed efficienza. Qui presentiamo una nuova famiglia di testurizzazione superficiale, basata su modelli iperuniformi disordinati correlati, in grado di accoppiare in modo efficiente lo spettro incidente nelle modalità ottiche della lastra di silicio. Dimostriamo sperimentalmente il 66.5% di assorbimento della luce solare in strati c-Si da 1 μm indipendenti mediante nanostrutturazione iperuniforme per l'intervallo spettrale da 400 a 1050 nm. La fotocorrente equivalente di assorbimento derivata dalle nostre misurazioni è 26.3 mA/cm2, che è molto al di sopra del valore più alto trovato in letteratura per Si di spessore simile. Considerando le tecnologie Si PV all'avanguardia, stimiamo che l'intrappolamento della luce migliorato può comportare un'efficienza della cella superiore al 15%. L'assorbimento della luce può essere potenzialmente aumentato fino a 33.8 mA/cm2 incorporando un riflettore posteriore e una migliore antiriflesso, per cui stimiamo un'efficienza fotovoltaica superiore al 21% per celle Si spesse 1 μm.
Un altro risultato scientifico sulle celle solari
Il secondo riguarda le celle solari a film sottile CZTSSe (rame, zinco, stagno con un po' di zolfo e selenio), che sono celle solari a film sottile ecologiche per uso generale. Questi potrebbero diventare, dopo il silicio, uno dei tipi di celle solari dominanti/mainstream a film sottile (e a film spesso spostante) del futuro.
Nessun indio per gli strati di materiale sfuso, quindi allevia i problemi di fornitura intorno all'indio.
Inoltre non ha bisogno del gallio come la maggior parte di qualsiasi strato, per le persone preoccupate per il gallio.
Le celle solari ecologiche migliorano l'efficienza della produzione di energia risolvendo le cause dei difetti.
DGIST – Istituto di Scienza e Tecnologia Daegu Gyeongbuk
Carta di stampa:
Effetto dell'ordine di impilamento del precursore metallico sulla formazione di difetti di volume nel film sottile CZTSSe: meccanismo di formazione di bolle e 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 Cantato, Dae-Kue Hwang, Kee-Jeong Yang, Dae-Hwan Kim e Jin-Kyu Kang
Materiali applicati e interfacce 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
Brian Wang è un leader del pensiero futurista e un popolare blogger scientifico con 1 milione di lettori al mese. Il suo blog Nextbigfuture.com è al primo posto tra i blog di notizie scientifiche. Copre molte tecnologie e tendenze dirompenti tra cui spazio, robotica, intelligenza artificiale, medicina, biotecnologia anti-invecchiamento e nanotecnologia.
Noto per l'identificazione di tecnologie all'avanguardia, è attualmente co-fondatore di una startup e raccolta fondi per aziende ad alto potenziale in fase iniziale. È Head of Research for Allocations for Deep Technology Investment e Angel Investor presso Space Angels.
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