高効率薄膜太陽電池への進化

AMOLF Group は、薄膜太陽電池で記録的な変換効率を達成しました。

AMOLF グループのリーダーである Esther Alarcon Llado は次のように述べています。 、軽量c-Si PV。

また、薄い Si 吸収材は、厚い対応物と比較して、電子的欠陥に対してより耐性があります。 これは、高効率の薄い Si セルを低グレードのシリコンからも作ることができることを意味し、それによって未加工の Si 精製に必要なエネルギーを削減し、エネルギー回収時間を短縮します。 超均一なパターンの薄い PV は、非常に有望な技術です。 このような薄型の高効率セルを私たちの生活環境の一部にするためにやるべきことはまだたくさんありますが、この作業により、これがすぐに実現するだろうと非常に楽観的です。」

超均一テクスチャーを備えた 65 ミクロンの Si スラブで XNUMX% 以上の太陽光吸収

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

薄く、柔軟で、目に見えない太陽電池は、近い将来、どこにでもある技術になるでしょう。 極薄結晶シリコン (c-Si) セルは、バルク シリコン セルの成功を利用しながら、軽量で機械的に柔軟ですが、吸収と効率が悪いという欠点があります。 ここでは、入射スペクトルをシリコン スラブ光学モードに効率的に結合できる、相関無秩序超均一パターンに基づいた、表面テクスチャリングの新しいファミリーを紹介します。 66.5〜1 nmのスペクトル範囲の超均一ナノ構造化により、自立型400μmc-Si層で1050％の太陽光吸収を実験的に示しています。 我々の測定から導き出された吸収等価光電流は 26.3 mA/cm2 であり、これは文献で見られる同様の厚さの Si の最高値をはるかに上回っています。 最先端の Si PV 技術を考慮すると、強化された光トラップにより、15% を超えるセル効率が得られると推定されます。 バックリフレクタと改善された反射防止を組み込むことで、光吸収を最大 33.8 mA/cm2 まで増加させることができます。これにより、厚さ 21 μm の Si セルで 1% を超える光起電力効率が見積もられます。

もう一つの太陽電池の科学的成果

XNUMXつ目は、環境にやさしい汎用薄膜太陽電池であるCZTSSe（銅、亜鉛、スズに硫黄、セレンを加えたもの）薄膜太陽電池についてです。 これらは、シリコンに次いで、将来の支配的/主流の薄膜 (および厚膜に取って代わる) 太陽電池タイプの XNUMX つになる可能性があります。

バルク材料層にインジウムを使用しないため、インジウムに関する供給の問題が軽減されます。
また、ガリウムが気になる人のために、層のバルクとしてガリウムを必要としません。

環境にやさしい太陽電池は、不具合の原因を解決して発電効率を向上させます。
DGIST – 大邱慶北科学技術院

紙：
CZTSSe薄膜の体積欠陥形成に対する金属前駆体積層順序の影響：ブリスターとナノポアの形成メカニズム
キム・セユン、キム・スンヒョン、ソン・デホ、ユ・ヘソン、キム・ソンヨン、キム・サムミ、キム・ヨンイル、パク・シネ、チョン・ドンファン、イ・ジェベク、チョ・ヒョジョン、シジュンソン、ファン・デグ、ヤン・キージョン、キム・デファン、カン・ジンギュ
ACS アプライド マテリアルズ & インターフェース 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