Lider grupy AMOLF, Esther Alarcon Llado, mówi: „w oparciu o silną wydajność pułapkowania światła naszych wzorów szacujemy, że wydajność PV powyżej 20% można osiągnąć dla ogniwa c-Si o grubości 1 μm, co stanowiłoby absolutny przełom w kierunku elastyczności , lekki c-Si PV.
Ponadto cieńsze absorbery Si są bardziej odporne na defekty elektroniczne w porównaniu do grubych odpowiedników. Oznacza to, że cienkie ogniwa krzemowe o wysokiej wydajności mogą być również wykonane z krzemu niższej jakości, zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na energię do oczyszczania surowego krzemu i skracając czas zwrotu energii. Cienkie ogniwa fotowoltaiczne z hiperjednolitym wzorem to bardzo obiecująca technologia. Chociaż wciąż jest wiele do zrobienia, aby tak cienkie, wysokowydajne ogniwa stały się częścią naszego środowiska, w którym żyjemy, ta praca napawa nas optymizmem, że stanie się to wkrótce.”
Ponad 65% absorpcji światła słonecznego w jednej mikronowej płycie Si z Hyperuniform Texture
Nasim Tavakoli, Richard Spalding, Alexander Lambertz, Pepijn Koppejan, Georgios Gkantzounis, Chenglong Wan, Ruslan Röhrich, Evgenia Kontoleta, A. Femius Koenderink, Riccardo Sapienza, Marian Florescu i Esther Alarcon-Llado
ACS Fotonika 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668
Cienkie, elastyczne i niewidoczne ogniwa słoneczne będą wszechobecną technologią w najbliższej przyszłości. Ultracienkie ogniwa z krzemu krystalicznego (c-Si) wykorzystują sukces ogniw krzemowych masowych, będąc jednocześnie lekkimi i elastycznymi mechanicznie, ale cierpią na słabą absorpcję i wydajność. Tutaj przedstawiamy nową rodzinę teksturowania powierzchni, opartą na skorelowanych nieuporządkowanych hiperjednorodnych wzorach, zdolną do efektywnego łączenia widma padającego z trybami optycznymi płyt krzemowych. Eksperymentalnie zademonstrowaliśmy 66.5% absorpcję światła słonecznego w wolnostojących warstwach c-Si 1 μm za pomocą hiperjednorodnej nanostruktury dla zakresu spektralnego od 400 do 1050 nm. Równoważny fotoprąd absorpcji uzyskany z naszych pomiarów wynosi 26.3 mA/cm2, co jest znacznie wyższy od najwyższego znalezionego w literaturze dla Si o podobnej grubości. Biorąc pod uwagę najnowocześniejsze technologie Si PV, szacujemy, że ulepszone pułapkowanie światła może skutkować wydajnością ogniw powyżej 15%. Absorpcję światła można potencjalnie zwiększyć do 33.8 mA/cm2 poprzez zastosowanie tylnego reflektora i ulepszonego antyodblaskowego, dla którego szacujemy wydajność fotowoltaiczną powyżej 21% dla ogniw Si o grubości 1 μm.
Kolejne osiągnięcie naukowe dotyczące ogniw słonecznych
Drugi dotyczy cienkowarstwowych ogniw słonecznych CZTSSe (miedź, cynk, cyna z dodatkiem siarki i selenu), które są ekologicznymi, cienkowarstwowymi ogniwami słonecznymi ogólnego przeznaczenia. Mogą one stać się, po krzemie, jednym z dominujących/głównych typów cienkowarstwowych (i wypierających grubowarstwowych) ogniw słonecznych przyszłości.
Brak indu dla warstw materiału sypkiego, co łagodzi problemy z dostawami wokół indu.
Nie potrzebuje również galu jako masy żadnej warstwy, dla ludzi martwiących się galem.
Ekologiczne ogniwa słoneczne poprawiają wydajność wytwarzania energii, usuwając przyczyny usterek.
DGIST – Instytut Nauki i Technologii w Daegu Gyeongbuk
Papier:
Wpływ kolejności układania metali i prekursorów na powstawanie defektów objętościowych w cienkiej warstwie CZTSSe: mechanizm tworzenia pęcherzy i nanoporów
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 i Jin-Kyu Kang
Materiały stosowane ACS i interfejsy 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 jest liderem myśli futurystycznej i popularnym blogerem naukowym z milionem czytelników miesięcznie. Jego blog Nextbigfuture.com zajmuje pierwsze miejsce w rankingu Science News Blog. Obejmuje wiele przełomowych technologii i trendów, w tym przestrzeń kosmiczną, robotykę, sztuczną inteligencję, medycynę, biotechnologię przeciwstarzeniową i nanotechnologię.
Znany z identyfikowania najnowocześniejszych technologii, obecnie jest współzałożycielem startupu i fundraiserem dla firm o wysokim potencjale we wczesnej fazie rozwoju. Pełni funkcję Szefa Działu Badań Alokacji dla inwestycji w głębokie technologie oraz Anioła Inwestora w Space Angels.
Częsty mówca w korporacjach, mówca TEDx, mówca Singularity University i gościnnie w licznych wywiadach dla radia i podcastów. Jest otwarty na wystąpienia publiczne i doradzanie.
