Forskere satte solrekord med næste generations celler

Forskere fra Australian National University (ANU) har brudt ny vej inden for energieffektivitet i solceller og i processen givet et glimt af teknologiens fremtid.

Forskerne har sat en ny rekord på 21,6 procent effektivitet, den højeste nogensinde opnået for perovskitceller over en vis størrelse.

Det betyder, at 21,6 procent af sollys, der rammer cellerne, omdannes til energi.

Lektor Thomas White siger til sammenligning, typiske solpaneler, der installeres på tagene lige nu, har en virkningsgrad på 17-18 procent.

"Der er tre ting, du forsøger at opnå med solceller, du prøver at gøre dem effektive, stabil og billig, "sagde han." Perovskitter er fremtiden for solceller. "

"Med perovskites er effektiviteten nu konkurrencedygtig, og omkostninger er et af de store salgsargumenter. Den virkelige udfordring nu er at gøre dem stabile nok til at blive brugt på et tag f.eks. hvor de skal kunne holde 25 til 30 år i ekstreme temperaturer.

"Ultimativt, målet er at kombinere disse perovskitter med silicium i en tandem solcelle. At sætte de to materialer sammen kan potentielt give os højere effektivitet end begge materialer alene."

Lektor White og hans team har arbejdet på at forbedre perovskit-solceller i årevis.

Perovskitmaterialer kombinerer rigelige og billige kemiske elementer, herunder kulstof, brint, nitrogen, jod og bly.

"Femoghalvfems procent af solcellerne er i øjeblikket lavet af silicium. Det er en meget, meget godt materiale, men det vil nå den øvre grænse for sin effektivitet i løbet af de næste fem eller 10 år, " sagde lektor White.

"For at kunne lave en rigtig god tandemsolcelle skal du have begge dine celler i drift så effektivt som muligt. For silicium kan ikke blive meget bedre, vi har fokuseret på perovskite-halvdelen."

Den nye effektivitetsrekord betyder, at perovskitceller nu kan producere 216 watt elektrisk strøm pr. Kvadratmeter.

"Når de er meget små, er det svært at måle dem nøjagtigt, og det er ikke nødvendigvis repræsentativt for, hvad der ville ske, hvis du opskalerede, "Lektor White sagde.

"Så vores resultat er det højeste på en skala, som mange betragter som minimum - en kvadratcentimeter."

For at opnå rekordresultatet, medforsker Dr. Jun Peng udviklede et nyt nanostruktureret materiale.

"En effektiv solcelle skal kunne producere både højspænding og høj strøm, " sagde Dr. Peng.

"Det kan være svært at opnå begge dele på samme tid, men det nanostrukturerede lag i vores celler gør dette muligt. "

Holdets resultater blev uafhængigt verificeret af CSIRO Photovoltaics Performance Lab, det eneste laboratorium på den sydlige halvkugle, der er akkrediteret til at certificere solcelleeffektivitet til internationale standarder.

Denne undersøgelse blev afsluttet med bistand fra Australian Renewable Energy Agency finansiering.