Forskere gør det muligt for solceller at bruge mere sollys

Forskere fra University of Luxembourg og det japanske elektronikfirma TDK rapporterer om fremskridt inden for fotovoltaisk forskning:De har forbedret en komponent, der vil gøre det muligt for solceller at bruge mere energi fra solen og dermed skabe en højere strøm.

Forbedringen vedrører en ledende oxidfilm, som nu har mere gennemsigtighed i det infrarøde område. Lignende forsøg var blevet gjort før, men det er første gang, at disse film blev udarbejdet ved en et-trins proces og, på samme tid, stabil i luften.

"Filmene lavet på University of Luxembourg har været udsat for luft i halvandet år og er stadig lige så ledende, som da de var frisklavede", siger prof. Susanne Siebentritt, leder af laboratoriet for solcelleanlæg på universitetet i Luxembourg. "Det er et fantastisk resultat, ikke kun for solceller, men også for en række andre teknologier", tilføjer hun. Samarbejdspartnere til denne undersøgelse var Dr. M. Hála, forskningsmedarbejder i laboratoriet for fotovoltaik og Shohei Fujii og Yukari Inoue, gæsteforskere fra TDK.

Gennemsigtige ledende oxider bruges i enhver enhed, der kombinerer elektronik og lys, som LED'er, solceller, fotodetektorer eller endda berøringsskærme. De har det særlige ved at kombinere egenskaberne af metaller, hvilke er de bedst kendte elektriske ledere, med dem af oxider, som normalt er gennemsigtige, men ikke ledende, som for eksempel glas. I solceller skal filmen være ledende, fordi den udgør den øverste elektrode. Samtidig skal den være gennemsigtig, for at sollys kan nå nedenunder, hvor strømmen dannes.

Oxiderne, der danner denne film, kan gøres ledende ved bevidst at tilsætte urenheder. Zinkoxid tilsat aluminium er et meget brugt eksempel. I dette tilfælde, aluminiumet tilføjer frie elektroner til zinkoxidet, som er ansvarlige for ledningsevnen. Imidlertid, disse frie elektroner absorberer også infrarødt lys. Det betyder, at mindre solenergi kan passere igennem.

Teamet fra University of Luxembourg og TDK har ændret den proces, der blev brugt til at fremstille filmen for at gøre ren zinkoxid mere ledende. "Vores tværfaglige team, drage fordel af udveksling af viden på tværs af lande, havde den idé at tilføje en ekstra komponent - en anden gasplasma - i den såkaldte sputterproces. Dette gør materialet ledende selv uden aluminium." forklarer Prof. Siebentritt.

Denne metode gør det muligt at have færre, men hurtigere bevægelige frie elektroner. "Med dette resultat, ledningsevnen svarer til den med aluminium, men det muliggør en meget bedre gennemsigtighed i det infrarøde område, da færre frie elektroner også forårsager mindre absorption. Det gør solceller mere effektive", tilføjer Dr. M. Hála. Resultaterne er nu offentliggjort i det respekterede tidsskrift " Fremskridt inden for solcelleanlæg ".