AMOLF Group досягла рекордної ефективності перетворення тонкоплівкових фотоелементів.
Керівник групи AMOLF Естер Аларкон Льядо каже: «на основі потужних характеристик уловлювання світла нашими моделями, ми оцінюємо, що ефективність сонячних батарей вище 20% може бути досягнута для елемента c-Si товщиною 1 мкм, що стане абсолютним проривом до гнучкості , легкий c-Si PV.
Крім того, більш тонкі кремнієві поглиначі більш стійкі до електронних дефектів порівняно з товстими аналогами. Це означає, що тонкі кремнієві елементи з високою ефективністю також можуть бути виготовлені з нижчого класу кремнію, таким чином зменшуючи потреби в енергії для очищення сирого кремнію та скорочуючи час окупності енергії. Гіпероднорідний візерунковий тонкий PV є дуже перспективною технологією. Хоча попереду ще багато роботи, щоб зробити такі тонкі високоефективні клітини частиною нашого середовища проживання, ця робота вселяє в нас великий оптимізм щодо того, що це станеться незабаром».
Насім Таваколі, Річард Сполдінг, Олександр Ламбертц, Пепійн Коппеян, Георгіос Гканцуніс, Ченлонг Ван, Руслан Реріх, Євгенія Контолета, А. Феміус Коендерінк, Ріккардо Сапієнца, Маріан Флореску та Естер Аларкон-Льядо
ACS Photonics 2022 9 (4), 1206-1217
DOI: 10.1021/acsphotonics.1c01668
Тонкі, гнучкі та невидимі сонячні батареї стануть повсюдною технологією в найближчому майбутньому. Ультратонкі кристалічні кремнієві елементи (c-Si) користуються успіхом об’ємних кремнієвих елементів, водночас вони легкі та механічно гнучкі, але страждають від поганого поглинання та ефективності. Тут ми представляємо нове сімейство поверхневих текстур, заснованих на корельованих невпорядкованих гіпероднорідних візерунках, здатних ефективно зв’язувати падаючий спектр з оптичними модами кремнієвої пластини. Ми експериментально демонструємо 66.5% поглинання сонячного світла в окремо розташованих шарах c-Si товщиною 1 мкм за допомогою гіперрівномірного наноструктурування для спектрального діапазону від 400 до 1050 нм. Еквівалентний фотострум поглинання, отриманий за нашими вимірюваннями, становить 26.3 мА/см2, що значно перевищує найвищий показник, знайдений у літературі для Si аналогічної товщини. Враховуючи найсучасніші фотоелектричні технології Si, ми оцінюємо, що покращене захоплення світла може призвести до ефективності клітини вище 15%. Поглинання світла потенційно можна збільшити до 33.8 мА/см2 шляхом включення заднього рефлектора та покращеного антивідблиску, для якого ми оцінюємо фотоелектричну ефективність понад 21% для кремнієвих елементів товщиною 1 мкм.
Ще одне наукове досягнення сонячної батареї
По-друге, йдеться про тонкоплівкові сонячні елементи CZTSSe (мідь, цинк, олово з деякою кількістю сірки та селену), які є екологічно чистими тонкоплівковими сонячними елементами загального призначення. Вони можуть стати, після кремнію, одним із домінуючих/основних тонкоплівкових (і замінюючих товсту плівку) типів сонячних елементів майбутнього.
Відсутність індію для шарів сипучого матеріалу, що зменшує проблеми з постачанням індія.
Також не потрібен галій як основна маса будь-якого шару, для людей, які хвилюються про галій.
Екологічно чисті сонячні батареї підвищують ефективність виробництва електроенергії, усуваючи причини дефектів.
DGIST – Інститут науки і технологій Тегу Кьонбук
Папір:
Вплив порядку укладання металу-попередника на утворення об’ємних дефектів у тонкій плівці CZTSSe: механізм утворення пухирів та нанопор
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 Сон, Де-Куе Хван, Кі-Чон Янг, Де-Хван Кім і Джін-Кю Кан
Прикладні матеріали та інтерфейси ACS 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
Брайан Ванг - лідер думок футуристів та популярний науковий блогер із 1 мільйоном читачів на місяць. Його блог Nextbigfuture.com посідає перше місце у блозі «Наукові новини». Він охоплює багато руйнівних технологій та тенденцій, включаючи космос, робототехніку, штучний інтелект, медицину, біотехнології проти старіння та нанотехнології.
Відомий тим, що визначає передові технології, в даний час він є співзасновником стартапу та збирання коштів для потенційних компаній на ранніх етапах. Він є керівником досліджень з питань розподілу інвестицій у глибокі технології та інвестором -ангелом у Space Angels.
Частий доповідач у корпораціях, він був спікером TEDx, спікером Університету Сингулярності та гостем у численних інтерв'ю для радіо та подкастів. Він відкритий для публічних виступів та консультування.
