Effektivitetsrekord for sorte siliciumsolceller springer til 22,1 procent

Forskerne fra Finlands Aalto-universitet og Universitat Politècnica de Catalunya har opnået den rekordstore effektivitet på 22,1 % på nanostrukturerede siliciumsolceller som certificeret af Fraunhofer ISE CalLab. En næsten 4% absolut stigning i forhold til deres tidligere rekord opnås ved at påføre en tynd passiverende film på nanostrukturerne ved Atomic Layer Deposition, og ved at integrere alle metalkontakter på bagsiden af ​​cellen.

Overfladerekombinationen har længe været flaskehalsen for sorte siliciumsolceller og har indtil videre begrænset celleeffektiviteten til kun beskedne værdier. De nye pladeceller består af en tyk rygkontaktstruktur, der er kendt for at være meget følsom over for rekombinationen af ​​frontoverfladen. Den certificerede eksterne kvanteeffektivitet på 96 % ved 300 nm bølgelængde viser, at det øgede overfladerekombinationsproblem ikke længere eksisterer, og for første gang begrænser det sorte silicium ikke den endelige energikonverteringseffektivitet.

Resultaterne offentliggøres online i Natur nanoteknologi .

For nordiske forhold

"Energikonverteringseffektiviteten er ikke den eneste parameter, vi bør se på, " forklarer professor Hele Savin fra Aalto Universitet, der koordinerede undersøgelsen. På grund af sorte cellers evne til at fange solstråling fra lave vinkler, de genererer allerede mere elektricitet i løbet af en dag sammenlignet med de traditionelle celler.

"Dette er en fordel især i nord, hvor solen skinner fra en lav vinkel en stor del af året. Vi har demonstreret, at om vinteren i Helsinki, sorte celler genererer betydeligt mere elektricitet end traditionelle celler, selvom begge celler har identiske effektivitetsværdier, " tilføjer hun.

I den nærmeste fremtid, Teamets mål er at anvende teknologien til andre cellestrukturer - især, tynde og multikrystallinske celler.

"Vores rekordceller blev fremstillet ved hjælp af p-type silicium, som er kendt for at lide af urenhedsrelateret nedbrydning. Der er ingen grund til, at endnu højere effektivitet ikke kunne opnås ved at bruge n-type silicium eller mere avancerede cellestrukturer, " forudsiger Savin.

Udviklingen af ​​cellerne fremstillet sidste år vil fortsætte i det kommende "BLACK" projekt, støttet af EU, hvor professor Savin sammen med sit team skal udvikle teknologien videre i samarbejde med industrien.

"Overfladearealet af de bedste celler i undersøgelsen var allerede 9 cm2. Dette er et godt udgangspunkt for at opskalere resultaterne til fulde wafers og hele vejen til industriel skala."