Daha Yüksek Verimli İnce Film Güneş Pillerine Doğru İlerleme

AMOLF Grubunun ince film fotovoltaik hücreleriyle rekor dönüştürme verimliliğine ulaşıldı.

AMOLF grup lideri Esther Alarcon Llado şunları söylüyor: "Modellerimizin güçlü ışık yakalama performansına dayanarak, 20 μm kalınlığındaki bir c-Si hücresi için %1'nin üzerinde PV verimliliğine ulaşılabileceğini tahmin ediyoruz; bu, esnekliğe yönelik mutlak bir atılımı temsil edecektir." , hafif c-Si PV.

Ayrıca, daha ince Si emiciler, kalın emsallerine kıyasla elektronik kusurlara karşı daha toleranslıdır. Bu, yüksek verimliliğe sahip ince Si hücrelerinin daha düşük dereceli Silikondan da yapılabileceği, böylece ham Si saflaştırması için enerji ihtiyaçlarının azaltılabileceği ve enerji geri ödeme sürelerinin kısaltılabileceği anlamına gelir. Hiper-üniform desenli ince PV oldukça umut verici bir teknolojidir. Bu kadar ince, yüksek verimli hücreleri yaşam çevremizin bir parçası haline getirmek için hâlâ yapılacak çok iş olsa da, bu çalışma bizi bunun yakında gerçekleşeceği konusunda oldukça iyimser kılıyor."

Hiper Üniform Dokuya sahip bir mikron Si Döşemede %65'in üzerinde Güneş Işığı Emilimi

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

İnce, esnek ve görünmez güneş pilleri yakın gelecekte her yerde bulunan bir teknoloji olacak. Ultra ince kristalin silikon (c-Si) hücreler, hafif ve mekanik olarak esnek olmalarının yanı sıra toplu silikon hücrelerin başarısından yararlanır, ancak zayıf emilim ve verimlilikten muzdariptir. Burada, olay spektrumunu silikon levha optik modlarına verimli bir şekilde bağlayabilen, ilişkili düzensiz hiper-üniform desenlere dayanan yeni bir yüzey dokulandırma ailesini sunuyoruz. 66.5 ila 1 nm spektral aralık için hiperüniform nanoyapılandırma yoluyla bağımsız 400 μm c-Si katmanlarında %1050 güneş ışığı emilimini deneysel olarak gösterdik. Ölçümlerimizden elde edilen soğurma eşdeğeri fotoakımı 26.3 mA/cm2'dir; bu, benzer kalınlıktaki Si için literatürde bulunan en yüksek değerin çok üzerindedir. En son teknolojiye sahip Si PV teknolojileri göz önüne alındığında, gelişmiş ışık yakalamanın %15'in üzerinde hücre verimliliğine yol açabileceğini tahmin ediyoruz. Işık emilimi, bir arka reflektör ve geliştirilmiş yansıma önleme özelliğinin eklenmesiyle potansiyel olarak 33.8 mA/cm2'ye kadar arttırılabilir; bunun için 21 μm kalınlığındaki Si hücreleri için %1'in üzerinde bir fotovoltaik verim tahmin ediyoruz.

Bir Güneş Pili Bilimsel Başarısı Daha

İkincisi, çevre dostu, genel amaçlı ince film güneş pilleri olan CZTSSe (bakır, çinko, kalay, biraz kükürt ve selenyum) ince film güneş pilleriyle ilgilidir. Bunlar, silikondan sonra geleceğin baskın/ana akım ince film (ve kalın filmin yerini alan) güneş pili türlerinden biri haline gelebilir.

Dökme malzeme katmanı/katmanları için indiyum yoktur, dolayısıyla indiyumla ilgili tedarik sorunları hafifletilir.
Ayrıca galyumdan endişe duyan insanlar için herhangi bir katmanın büyük bir kısmı olarak galyuma ihtiyaç duymaz.

Çevre Dostu Güneş Pilleri, Arıza Nedenlerini Çözerek Enerji Üretim Verimliliğini Artırıyor.
DGIST – Daegu Gyeongbuk Bilim ve Teknoloji Enstitüsü

Kağıt:
CZTSSe İnce Filmde Metal-Öncül İstifleme Düzeninin Hacim Kusuru Oluşumuna Etkisi: Kabarcıkların ve Nanogözeneklerin Oluşum Mekanizması
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 ve Jin-Kyu Kang
ACS Uygulamalı Malzemeler ve Arayüzler 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