Glasmikropartiklar förbättrar effektiviteten hos solceller

Anonim

Forskare från ITMO University har föreslagit en ny solcellsbeläggning som kombinerar egenskaper hos en elektrod och en ljusfångande struktur. Beläggningen möjliggjorde forskare att minska reflekterat ljus och undvika överhettning av solceller, vilket ökar sin totala effektivitet med 20 procent. Dessutom kan den föreslagna metoden vara attraktiv för industriella tillämpningar på grund av dess relativt låga kostnad och enkelhet. Resultaten av forskningen publicerades i Optics Letters.

En hel rad material kan användas idag för solcellsproduktion. Solceller baserade på amorft kisel är till exempel i princip tunna genomskinliga filmer som kan appliceras på vilken yta som helst med fönsterrutor. När det gäller tillverkning av solceller är det avgörande att hitta sätt att minska ljusreflektion från celler och undvika transparent överhettning av elektroden vilket förhindrar att solceller fungerar korrekt. En annan viktig fråga är att optimera tjockleken på ett aktivt lager så att varje foton som når solcellen konverteras till el.

Nu har forskare från ITMO University utarbetat en ny metod för att ta itu med dessa problem genom att sätta kiseldioxidpartiklar inuti toppelektroden. Den resulterande strukturen fungerade som en elektrod såväl som en lättångande beläggning som fokuserar ljuset på solcellen. "För att skapa sådana strukturer på ytan av en solcell använder vi metoden för atomskiktets deponering av aluminiumoxid zinkoxid. Vi bygger bokstavligen dessa elektroder atom genom atom, " förklarar Mikhail Omelyanovich, huvudförfattare av papperet. "Som ett resultat är den totala solcellseffektiviteten förbättrad med 20 procent. Dessutom kan en sådan elektrod användas för tunna solceller bestående av något material utöver amorf kisel."

Det tog laget flera år att utveckla en prisvärd solcellstillverkningsmetod som skulle tilltala industrin. "För tre år sedan försökte vi täcka cellytan med mikrosfärer. Trots att ljusabsorptionen var signifikant var den stora nackdelen en hög reflektionshastighet. Vi ansåg att ta bort mikrosfärernas övre del för att göra något som liknar en lins som skulle fokusera ljuset på solcellen. Samtidigt som vi arbetat med praktisk förverkligande av denna idé fann vi en mycket bättre struktur. Övergripande överträffade den slutliga lösningen våra förväntningar utifrån teoretiska beräkningar, säger Mikhail.

Enligt författarna kräver tillverkning av solceller med sådana ytbeläggningar inte komplex teknik och processen kan lätt anpassas för massproduktion.

menu
menu