Rekordkonverteringseffektivitet er nådd med tynnfilm fotovoltaiske celler av AMOLF Group.
AMOLF-gruppeleder Esther Alarcon Llado sier: "Basert på den sterke lysfangstytelsen til mønstrene våre, anslår vi at PV-effektiviteter over 20 % kan oppnås for en 1 μm tykk c-Si-celle, noe som vil representere et absolutt gjennombrudd mot fleksibel , lett c-Si PV.
Dessuten er tynnere Si-absorbere mer tolerante for elektroniske defekter sammenlignet med de tykke motstykkene. Dette betyr at tynne Si-celler med høy effektivitet også kan lages av silisium av lavere kvalitet, og dermed redusere energibehovet for rensing av rå Si og redusere tilbakebetalingstiden for energi. Hyperuniform mønstret tynn PV er en svært lovende teknologi. Selv om det fortsatt er mye arbeid å gjøre for å gjøre slike tynne høyeffektive celler til en del av vårt livsmiljø, gjør dette arbeidet oss veldig optimistiske om at dette vil skje snart."
Over 65 % sollysabsorpsjon i en en mikron Si-plate med hyperuniform tekstur
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
Tynne, fleksible og usynlige solceller vil være en allestedsnærværende teknologi i nær fremtid. Ultratynne krystallinske silisiumceller (c-Si) utnytter suksessen til bulksilisiumceller mens de er lette og mekanisk fleksible, men lider av dårlig absorpsjon og effektivitet. Her presenterer vi en ny familie av overflateteksturering, basert på korrelerte uordnede hyperuniforme mønstre, som effektivt kan koble innfallsspekteret inn i de optiske modusene for silisiumplater. Vi demonstrerer eksperimentelt 66.5 % sollysabsorpsjon i frittstående 1 μm c-Si-lag ved hyperuniform nanostrukturering for spektralområdet 400 til 1050 nm. Den absorpsjonsekvivalente fotostrømmen utledet fra våre målinger er 26.3 mA/cm2, som er langt over det høyeste funnet i litteraturen for Si med lignende tykkelse. Med tanke på state-of-the-art Si PV-teknologier, anslår vi at den forbedrede lysfangsten kan resultere i en celleeffektivitet over 15 %. Lysabsorpsjonen kan potensielt økes opp til 33.8 mA/cm2 ved å inkorporere en bakreflektor og forbedret antirefleksjon, som vi estimerer en fotovoltaisk effektivitet over 21 % for 1 μm tykke Si-celler.
Nok en solcellevitenskapelig prestasjon
Den andre handler om CZTSSe (kobber, sink, tinn med litt svovel og selen) tynnfilmsolceller, som er miljøvennlige tynnfilmsolceller for generell bruk. Disse kan etter silisium bli en av fremtidens dominerende/mainstream tynnfilm (og fortrengende tykk film) solcelletyper.
Ingen indium for bulkmaterialelag, lindrer dermed forsyningsproblemer rundt indium.
Trenger heller ikke gallium som hoveddelen av ethvert lag, for folk som er bekymret for gallium.
Miljøvennlige solceller forbedrer kraftproduksjonseffektiviteten ved å løse årsaker til defekter.
DGIST – Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology
Papir:
Effekt av stablingsrekkefølge for metallforløper på dannelse av volumdefekter i CZTSSe tynnfilm: dannelsesmekanisme for blemmer 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 vitenskapsblogger med 1 million lesere per måned. Bloggen hans Nextbigfuture.com er rangert som #1 Science News Blog. Den dekker mange forstyrrende teknologi og trender, inkludert rom, robotikk, kunstig intelligens, medisin, anti-aging bioteknologi og nanoteknologi.
Han er kjent for å identifisere banebrytende teknologier, og er for tiden en av grunnleggerne av en oppstart og innsamling for høy potensielle selskaper i et tidlig stadium. Han er forskningssjef for allokasjoner for dype teknologiinvesteringer og en engelinvestor hos Space Angels.
Han er en hyppig foredragsholder i selskaper, og har vært TEDx -foredragsholder, høyttaler på Singularity University og gjest på mange intervjuer for radio og podcaster. Han er åpen for offentlige foredrag og rådgivning.
