Ny verdensrekord i effektivitet for organiske solcellemoduler

Et forskerhold fra Nürnberg og Erlangen har sat en ny rekord for effektkonverteringseffektiviteten af ​​organiske fotovoltaiske (OPV) moduler. Forskerne designede et OPV-modul med en effektivitet på 12,6 procent over et område på 26 kvadratcentimeter. Den tidligere verdensrekord på 9,7 procent blev overskredet med 30 procent.

Dette er den højeste effektivitetsværdi, der nogensinde er rapporteret for et organisk solcellemodul. Det blev bekræftet af en certificeret kalibreret måling under standardtestbetingelser af det uafhængige certificeringslaboratorium fra Fraunhofer ISE (Freiburg) i september 2019. Multicellemodulet blev udviklet på Fremtidens Solar Factory på Energie Campus Nürnberg (EnCN) i et belægningslaboratorium med en unik megawatt pilotlinje til tyndfilm solcelleanlæg, som blev designet og implementeret med økonomisk støtte fra det bayerske økonomiministerium.

"Dette gennembrud viser, at Bayern ikke kun er førende inden for udviklingen af ​​fotovoltaiske installationer, men indtager også en førende position i udviklingen af ​​fremtidige teknologier, " siger Hubert Aiwanger, Bayerns statsminister for økonomiske anliggender, regional udvikling og energi.

Organiske solceller består normalt af to organiske komponenter, der besidder de nødvendige halvlederegenskaber. I modsætning til konventionelt anvendt silicium, som er fremstillet ved energikrævende smelteprocesser, organiske materialer kan påføres direkte fra opløsninger på en bærefilm eller glasbærer.

På den ene side, dette reducerer produktionsomkostningerne; på den anden side, brugen af ​​fleksible, lette materialer giver mulighed for nye anvendelser, såsom mobile enheder eller tøj, også selvom effektiviteten endnu ikke er sammenlignelig med traditionelle siliciumsolcellers.

"Denne milepæl inden for organisk halvlederforskning viser, at den seneste udvikling af ydeevne med certificerede celleeffektiviteter på over 16 procent ikke er begrænset til laboratorieskalaen, men klar til at blive skaleret op til niveauet for prototypemoduler, " forklarer prof. Christoph Brabec fra FAU, direktør hos HI ERN, og videnskabelig direktør for Fremtidens Solfabrik, en forskningsgruppe fra ZAE Bayern.

På grund af deres design, effektiviteten af ​​komplette solcellemoduler er altid lidt lavere end individuelle cellers. En del af modulområdet, for eksempel, er altid inaktiv, da den bruges til sammenkobling af de enkelte celler. Med et stigende modulområde, tabene forårsaget af elektrodernes elektriske modstand stiger også.

Record-modulet består af tolv serielt forbundne celler og har en geometrisk fyldningsfaktor på over 95 procent. Denne del af modulområdet bidrager aktivt til elproduktionen. Med hensyn til sit aktive område, modulet opnår endda en effektivitet på 13,2 procent. Minimeringen af ​​inaktive områder blev opnået gennem laserstrukturering i høj opløsning, som udviklet og optimeret i de senere år på "Fremtidens Solfabrik."