Rekordkonverteringseffektivitet har uppnåtts med tunnfilmsfotovoltaiska celler av AMOLF Group.
AMOLFs gruppledare Esther Alarcon Llado säger: "baserat på våra mönsters starka ljusfångande prestanda, uppskattar vi att PV-effektiviteter över 20 % skulle kunna uppnås för en 1 μm tjock c-Si-cell, vilket skulle representera ett absolut genombrott mot flexibel , lätt c-Si PV.
Dessutom är tunnare Si-absorbenter mer toleranta mot elektroniska defekter jämfört med de tjocka motsvarigheterna. Detta innebär att tunna Si-celler med hög verkningsgrad också kan tillverkas av kisel av lägre kvalitet, vilket minskar energibehovet för rening av rå Si och minskar deras energiåterbetalningstid. Hyperuniform mönstrad tunn PV är en mycket lovande teknik. Även om det fortfarande finns mycket arbete att göra för att göra så tunna högeffektiva celler till en del av vår livsmiljö, gör detta arbete oss mycket optimistiska att detta kommer att ske snart.”
Över 65 % solljusabsorption i en en mikron Si-platta med 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 och Esther Alarcon-Llado
ACS Photonics 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668
Tunna, flexibla och osynliga solceller kommer att vara en allmänt förekommande teknologi inom en snar framtid. Ultratunna kristallina kiselceller (c-Si) drar nytta av framgången för bulkkiselceller samtidigt som de är lätta och mekaniskt flexibla, men lider av dålig absorption och effektivitet. Här presenterar vi en ny familj av yttexturering, baserad på korrelerade oordnade hyperuniforma mönster, som effektivt kan koppla det infallande spektrumet till de optiska kiselplattorna. Vi demonstrerar experimentellt 66.5% solljusabsorption i fristående 1 μm c-Si-lager genom hyperuniform nanostrukturering för spektralområdet 400 till 1050 nm. Den absorptionsekvivalenta fotoströmmen härledd från våra mätningar är 26.3 mA/cm2, vilket är långt över det högsta som finns i litteraturen för Si av liknande tjocklek. Med tanke på den senaste Si PV-tekniken uppskattar vi att den förbättrade ljusinfångningen kan resultera i en celleffektivitet över 15 %. Ljusabsorptionen kan potentiellt ökas upp till 33.8 mA/cm2 genom att införliva en bakreflektor och förbättrad antireflektion, för vilken vi uppskattar en fotovoltaisk verkningsgrad över 21% för 1 μm tjocka Si-celler.
Ännu en solcellsvetenskaplig prestation
För det andra handlar det om CZTSSe (koppar, zink, tenn med lite svavel och selen) tunnfilmssolceller, som är miljövänliga tunnfilmssolceller för allmänt bruk. Dessa kan, efter kisel, bli en av framtidens dominerande/mainstream tunnfilms (och undanträngande tjockfilm) solcellstyper.
Inget indium för bulkmateriallager, vilket lindrar leveransproblem kring indium.
Behöver inte heller gallium som huvuddelen av något lager, för de människor som är oroliga för gallium.
Miljövänliga solceller förbättrar energiproduktionens effektivitet genom att lösa orsaker till defekter.
DGIST – Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology
Papper:
Effekt av staplingsordning för metallprekursorer på bildning av volymdefekter i CZTSSe-tunnfilm: bildningsmekanism för blåsor och 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 och 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 är en futuristisk tankeledare och en populär vetenskapbloggare med 1 miljon läsare per månad. Hans blogg Nextbigfuture.com är rankad som nummer 1 Science News Blog. Den täcker många störande teknik och trender, inklusive rymd, robotik, artificiell intelligens, medicin, anti-aging bioteknik och nanoteknik.
Känd för att identifiera banbrytande teknik, han är för närvarande en av grundarna av en start och insamling för högpotentiella företag i ett tidigt skede. Han är forskningschef för tilldelningar för djupa teknikinvesteringar och en ängelinvesterare på Space Angels.
Han har ofta varit talare på företag och har varit TEDx -talare, talare vid Singularity University och gäst på många intervjuer för radio och podcaster. Han är öppen för offentliga tal och rådgivning.
