Glasmikropartikler øger solcellernes effektivitet

Forskere fra ITMO University har foreslået en ny solcellebelægning, der kombinerer egenskaber ved en elektrode og egenskaber ved en lysfangende struktur. Belægningen gjorde det muligt for forskere at skære ned på reflekteret lys og undgå overophedning af solceller, og dermed øge den samlede effektivitet med 20 procent. I øvrigt, den foreslåede metode kan være attraktiv for industrielle applikationer på grund af dens relativt lave omkostninger og enkelhed. Resultaterne af forskningen blev offentliggjort i Optik bogstaver .

En hel række materialer kan i dag bruges til produktion af solceller. Solceller baseret på amorft silicium, for eksempel, er dybest set tynde transparente film, der kan påføres enhver overflade inklusive vinduesruder. Når det kommer til fremstilling af solceller, det er afgørende at finde måder at reducere lysrefleksion fra celler og undgå gennemsigtig elektrodeoverophedning, som forhindrer solceller i at fungere korrekt. Et andet centralt spørgsmål er at optimere tykkelsen af ​​et aktivt lag, så hver foton, der når solcellen, omdannes til elektricitet.

Nu, forskere fra ITMO University har udtænkt en ny måde at løse disse problemer på ved at sætte silica partikler inde i den øverste elektrode. Den resulterende struktur fungerede som en elektrode samt en lysfangende pels, der fokuserede lyset på solcellen. "For at skabe sådanne strukturer på overfladen af ​​en solcelle, vi bruger metoden til atomlagsaflejring af aluminiumoxid. Vi bygger bogstaveligt talt disse elektroder atom for atom, "forklarer Mikhail Omelyanovich, hovedforfatter til papiret. "Som resultat, den samlede solcelleeffektivitet forbedres med 20 procent. Hvad er mere, en sådan elektrode kan bruges til tynde solceller sammensat af ethvert materiale ud over amorft silicium. "

Det tog teamet flere år at udvikle en overkommelig fremstillingsmetode til solceller, der ville appellere til industrien. "Tre år siden, vi forsøgte at dække celleoverfladen med mikrosfærer. På trods af forbedret lysabsorbering markant, den største ulempe var en høj reflektans. Vi overvejede at fjerne den øvre del af mikrosfærerne for at lave noget, der ligner en linse, der ville fokusere lyset på solcellen. Imidlertid, mens vi arbejdede med praktisk realisering af denne idé fandt vi en meget bedre struktur. I det hele taget, den endelige løsning oversteg vores forventninger baseret på teoretiske beregninger, "siger Mikhail.

Ifølge forfatterne, fremstilling af solceller med sådanne overfladebelægninger kræver ikke kompleks teknologi, og processen kan let tilpasses til masseproduktion.