Forskere modtager $ 2,4 millioner ARPA-E-tilskud for at forbedre solcelleeffektiviteten

(Phys.org) —Forskere ved California Institute of Technology har modtaget et tilskud på 2,4 millioner dollars fra U.S.A Advanced Research Projects Agency for Energy (ARPA-E) for at undersøge muligheden for at bruge en ny teknik til at fange mere energi fra sollys. Tilskuddet er baseret på arbejde beskrevet af Caltechs Harry Atwater og Albert Polman i et papir, de har publiceret i tidsskriftet Naturmaterialer .

De fleste solpaneler, der bruges i dag, følger en sandwich -tilgang, hvor lag af fotovoltaiske halvledere stables - hver er designet til at få mest energi fra et bestemt bølgelængdeområde. Problemet med denne tilgang er, at laget med den laveste strøm begrænser mængden af ​​elektricitet, der kan genereres. På grund af dette, effektivitetsniveauer for nuværende solceller er under 20 procent. For at komme uden om dette problem, Atwater og kolleger foreslår en alternativ tilgang, der gør det muligt at adskille så mange som otte til ti af farverne i lysspektret og lede hver til en solcelle designet til den pågældende bølgelængde.

Forskerne foreslår, at teknologi, der er involveret i at adskille og lede forskellige lysbølgelængder, har udviklet sig til det punkt, hvor det nu burde være muligt at skabe solceller, der ikke kun er meget mere effektive - over 50 procent - men er lige så billige som dem, der er sælges i dag. Som et eksempel noterer de de fremskridt, der er sket med fladskærme, som virker ved at lede forskellige bølgelængder af lys i meget små (pixelstørrelse) enheder.

De foreslår, at ved at bruge præcist strukturerede materialer til at sortere sollys i flere forskellige bølgelængder, det burde være muligt at rette hver til en halvleder, der er indstillet til at være den mest effektive for den bølgelængde. Slutresultatet bør være absorptionen af ​​mere energi generelt, muliggør produktion af mere elektricitet (og mindre varme) fra den samme mængde sollys.

Deres idé er selvfølgelig ikke helt ny, mange forskningscentre har skabt solceller ved hjælp af meget lignende ideer. Det nye er tanken om, at fremskridt inden for nanomaterialer skal gøre det muligt at masseproducere sådanne celler på en måde, der gør dem omkostningseffektive - og det er, hvad teamet planlægger at bruge bevillingspengene til at opdage.

© 2013 Phys.org