Skupina AMOLF je s tankoslojnimi fotovoltaičnimi celicami dosegla rekordno učinkovitost pretvorbe.
Vodja skupine AMOLF Esther Alarcon Llado pravi: »na podlagi močne zmogljivosti lovljenja svetlobe naših vzorcev ocenjujemo, da bi lahko dosegli fotonapetostne izkoristke nad 20 % za 1 μm debelo c-Si celico, kar bi predstavljalo absolutni preboj k prilagodljivosti , lahki c-Si PV.
Poleg tega so tanjši Si absorberji bolj tolerantni na elektronske napake v primerjavi z debelimi primerki. To pomeni, da bi lahko tanke celice Si z visoko učinkovitostjo izdelali tudi iz silicija nižje stopnje, s čimer bi zmanjšali potrebe po energiji za čiščenje surovega Si in skrajšali čas povračila energije. Tanka PV s hiperenotnim vzorcem je zelo obetavna tehnologija. Čeprav je treba opraviti še veliko dela, da bi tako tanke visoko učinkovite celice postale del našega življenjskega okolja, nas to delo vliva veliko optimizma, da se bo to kmalu zgodilo.«
Nasim Tavakoli, Richard Spalding, Alexander Lambertz, Pepijn Koppejan, Georgios Gkantzounis, Chenglong Wan, Ruslan Röhrich, Evgenia Kontoleta, A. Femius Koenderink, Riccardo Sapienza, Marian Florescu in Esther Alarcon-Llado
ACS Photonics 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668
Tanke, prožne in nevidne sončne celice bodo v bližnji prihodnosti vseprisotna tehnologija. Celice iz ultratankega kristalnega silicija (c-Si) izkoriščajo uspeh silicijevih celic v razsutem stanju, hkrati pa so lahke in mehansko prožne, vendar trpijo zaradi slabe absorpcije in učinkovitosti. Tukaj predstavljamo novo družino površinskega teksturiranja, ki temelji na koreliranih neurejenih hiperuniformnih vzorcih, ki lahko učinkovito povezujejo vpadni spekter v optične načine silicijeve plošče. Eksperimentalno dokazujemo 66.5-odstotno absorpcijo sončne svetlobe v prostostoječih 1 μm slojih c-Si s hiperenotnim nanostrukturiranjem za spektralno območje od 400 do 1050 nm. Absorpcijski ekvivalent fototoka, izpeljanega iz naših meritev, je 26.3 mA/cm2, kar je daleč nad najvišjo vrednostjo, ugotovljeno v literaturi za Si podobne debeline. Glede na najsodobnejše Si PV tehnologije ocenjujemo, da lahko izboljšano lovljenje svetlobe povzroči učinkovitost celice nad 15 %. Absorpcijo svetlobe je potencialno možno povečati do 33.8 mA/cm2 z vgradnjo povratnega reflektorja in izboljšanega antirefleksa, za katerega ocenjujemo, da je fotovoltaični izkoristek nad 21 % za Si celice debeline 1 μm.
Še en znanstveni dosežek sončnih celic
Druga je o tankoslojnih sončnih celicah CZTSSe (baker, cink, kositer z nekaj žvepla in selena), ki so okolju prijazne tankoslojne sončne celice za splošno uporabo. Te bi lahko postale, po siliciju, ena od prevladujočih/mainstream tankoslojnih (in izpodrivajočih debelih) vrst sončnih celic prihodnosti.
Brez indija za sloj(e) razsutega materiala, kar blaži težave z dobavo indija.
Prav tako ne potrebuje galija kot glavnine katere koli plasti, za ljudi, ki jih skrbi galij.
Okolju prijazne sončne celice izboljšajo učinkovitost proizvodnje električne energije z odpravljanjem vzrokov za napake.
DGIST – Inštitut za znanost in tehnologijo Daegu Gyeongbuk
Papir:
Učinek vrstnega reda zlaganja kovine-prekurzorja na tvorbo prostorninskih napak v tankem filmu CZTSSe: mehanizem tvorbe pretisnih omotov in nanopor
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 in 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 je vodja futurističnih misli in priljubljen znanstveni bloger z 1 milijonom bralcev na mesec. Njegov blog Nextbigfuture.com je na prvem mestu na spletnem mestu Science News Blog. Zajema številne moteče tehnologije in trende, vključno z vesoljem, robotiko, umetno inteligenco, medicino, biotehnologijo proti staranju in nanotehnologijo.
Znan po prepoznavanju najsodobnejših tehnologij, je trenutno soustanovitelj zagona in zbiranja sredstev za velika potencialna podjetja v zgodnji fazi. Je vodja raziskav za dodelitve za globoke tehnološke naložbe in investitor angelov pri Space Angels.
Pogost govornik v korporacijah, bil je govornik TEDx, govornik univerze Singularity in gost številnih intervjujev za radio in podcaste. Odprt je za javno nastopanje in svetovanje.
