Forskere demonstrerer højeffektive kvanteprikkersolceller

Forskning viser, at nyudviklede solcelledrevne celler snart kan overgå konventionel fotovoltaisk teknologi. Forskere fra National Renewable Energy Laboratory (NREL) har demonstreret den første solcelle med ekstern kvanteeffektivitet (EQE) på over 100 procent for fotoner med energi i solområdet. (EQE er procentdelen af ​​fotoner, der bliver omdannet til elektroner i enheden.) Forskerne vil præsentere deres resultater på AVS 59th International Symposium and Exhibition, afholdt 28. Okt.—Nov. 2, i Tampa, Fla.

Mens traditionelle halvledere kun producerer én elektron fra hver foton, nanometer-størrelse krystallinske materialer såsom kvanteprikker undgår denne begrænsning og udvikles som lovende solcellematerialer. En stigning i effektiviteten kommer fra kvanteprikker, der høster energi, der ellers ville gå tabt som varme i konventionelle halvledere. Mængden af ​​varmetab reduceres, og den resulterende energi ledes til at skabe mere elektrisk strøm.

Ved at udnytte kraften i en proces kaldet multiple exciton generation (MEG), forskerne var i stand til at vise, at i gennemsnit, hver absorberet blå foton kan generere op til 30 procent mere strøm end konventionel teknologi tillader. MEG virker ved effektivt at opdele og bruge en større del af energien i fotoner med højere energi. Forskerne demonstrerede en EQE-værdi på 114 procent for 3,5 eV-fotoner, beviser gennemførligheden af ​​dette koncept i en fungerende enhed.

Joseph Luther, seniorforsker ved NREL, mener, at MEG-teknologi er den rigtige retning. "Da den nuværende solcelleteknologi stadig er for dyr til fuldstændig at konkurrere med ikke-vedvarende energikilder, denne teknologi, der anvender MEG, viser, at den måde, hvorpå forskere og ingeniører tænker på at konvertere solfotoner til elektricitet, ændrer sig konstant, " sagde Luther. "Der kan være en chance for dramatisk at øge effektiviteten af ​​et modul, hvilket kan resultere i solpaneler, der er meget billigere end ikke-vedvarende energikilder."