De første ægte sorte solcellemoduler ruller af den industrielle produktionslinje

En opfindelse fra 2011 lavet af Aalto Universitetets forskere er gået fra idé til virkelighed. For blot et par år siden opnåede forskerne rekordeffektiviteten på 22 % i laboratoriet for nanostrukturerede solceller ved hjælp af atomlagsaflejring, og nu med hjælp fra industrielle partnere og fælles europæisk samarbejde, de første prototypemoduler er blevet fremstillet på en industriel produktionslinje.

"Vores timing kunne ikke have været bedre" prof. Hele Savin, hvem ledede forskningen, var glad for at fortælle. Ja, 2018 kaldes almindeligvis "Year of Black Silicon" på grund af dets hurtige ekspansion i solcelleindustrien (PV). Det har muliggjort brugen af ​​diamanttrådssavning i multikrystallinsk silicium, hvilket reducerer omkostninger og miljøbelastning. Imidlertid, der er stadig masser af plads til forbedringer, da det nuværende sorte silicium, der bruges i industrien, består af lavvandede nanostrukturer, der fører til suboptimale optiske egenskaber og kræver en separat antirefleksbelægning.

Aaltos tilgang består i at bruge dybe nålelignende nanostrukturer til at lave en optisk perfekt overflade, der eliminerer behovet for antirefleksbelægninger. Deres industrielle produktion, imidlertid, var ikke en nem opgave. "Vi var bekymrede for, at sådan en skrøbelig struktur ikke ville overleve multi-trins masseproduktion, på grund af hårdhændet håndtering af robotter eller modullaminering."

Heldigvis viste det sig, at bekymringerne ikke var et problem. Cellerne og modulerne var virkelig sorte, da de kom ud af produktionen og havde ingen tegn på skade. Det bedste modul var at producere energi med mere end 20 % effektivitet. Ud over fremragende optiske egenskaber, forskerne var positivt overrasket over, at deres sorte celler havde yderligere uventede fordele, såsom en høj tolerance over for urenheder og meget bedre langtidsstabilitet sammenlignet med industristandardreferencecellerne.

Hvor dyr er sort siliciumteknologi? "Spørgsmål relateret til teknoøkonomisk analyse er altid vanskelige, især for materialeforskere som os. Heldigvis, vi fik hjælp fra folk med relateret ekspertise." svarer Savin. Projektpartnerne leverede data til prof. Joshua Pearce ved Michigan Tech University, hvis foreløbige beregninger indikerer, at mens dybe nanostrukturer er dyre at fremstille, den højere ydeevne af slutproduktet kunne udligne de samlede omkostninger, f.eks. på grund af et lavere antal procestrin.