Nano-tunede solceller

Solceller, der er mere effektive og koster mindre i produktion:Inden for EU-projektet N2P (Nano to Product) udviklede forskere nano-afstemte overflader for at få begge dele.

Solen har nok strøm til at forsyne hele jorden med energi. Men så længe vedvarende energi er dyrere end energi produceret af kul- eller atomkraftværker, solenergi vil ikke være førstevalg. I Europa producerer fotovoltaiske celler kun en forsvindende lille andel af vedvarende energikilder.

Forskere i Storbritannien, Schweiz og Tyskland sigter mod at sænke omkostningerne og øge effektiviteten. N2P -projektet koordineres af Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology i Dresden, Tyskland. Her udviklede forskere en proces til at forbedre solcellernes absorptionskvaliteter for en usynlig, men vigtig del af sollys, infrarødt lys. Konventionelle solceller gør næppe brug af denne bølgelængde. Det meste passerer gennem cellen og går tabt. Ved at fjerne den nanostrukturerede overflade af waferen på bagsiden af ​​solcellen, ved hjælp af en kemisk ætsningsproces, det bliver til et "spejl", der reflekterer de infrarøde stråler tilbage i cellen.

Når lysstrålerne spredes af glasset, de har en længere vej gennem siliciumcellen og genererer dermed mere elektrisk strøm. Hidtil har forskerne været i stand til at øge effektiviteten med 30 procent, hvis de sammenlignes med effektiviteten af ​​standard tyndfilm solceller.

Forskere fra Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) i Neuchatel, Schweiz, arbejder på tyndfilm solceller. Tyndfilm solceller har på den ene side mange fordele:At producere dem bruger mindre råvarer og energi end at producere fælles solceller. Derudover er den tid, de har brug for at betale sig ned, kortere. På den anden side er der en ulempe:i øjeblikket er deres effektivitet omkring 40 procent lavere end i konventionelle solceller. Kun syv procent af sollyset kan udnyttes.

For at maksimere lysindfangningseffekten gør de det modsatte:de ruger glasoverfladen af ​​tyndfilm solceller. Dette gøres for at sprede lyset. Når lysstrålen har en længere vej gennem cellen, genererer den flere elektroner.

For at ru den øvre overflade lægger Dr. Sylvain Nicolay fra EPFL et lag af krystaller af et såkaldt transparent ledende oxid på glasset. ”Jo større nanostørrelser pyramiderne er, jo højere er diffusionen ”, han siger. Effektiviteten af ​​tyndfilm solceller er nu forbedret fra syv til ti procent.

Nanokrystallerne, Dr Nicolay anvender, blev udviklet ved University of Salford i Manchester, Storbritannien. Indtil for nylig måtte nanokrystallerne importeres fra Japan og gøre produktionen af ​​sådanne solceller meget dyr. Nu tester forskerne de krystaller, de udviklede på egen hånd. Målet er at producere dem meget billigere og dermed reducere omkostningerne betydeligt.

Hver enkelt metode til forbedring af solcellerne kan kun gøre en lille forskel på deres effektivitet. Men ved at kombinere begge dele disse nano-tunede solceller vil blive betydeligt mere konkurrencedygtige end tidligere moduler.