Forskere utvikler fotovoltaiske celler med enestående effektivitet

Energiovergangen, som er avgjørende for å begrense global oppvarming, kan akselerere takket være et nytt gjennombrudd innen solcelleanlegg som lover svært høyeffektive celler.

Doble utbyttet

DeGalliumarsenid (GaAs) har lenge vært ansett som det beste materialet for produksjon av høyeffektive solcellemoduler på grunn av dets eksepsjonelle elektriske og lysabsorberende egenskaper. Å lage slike celler viser seg imidlertid å være ekstremt kostbart, og det er grunnen til at forskere undersøker ulike måter å redusere bruken av dette materialet på.

Som en del av arbeidet publisert i tidsskriftet ACS fotonikk, Forskere fraNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) har utviklet en ny tilnærming basert på bruk av galliumarsenid halvleder nanotråder. Hele prosessen er rimelig og lover ny generasjon solceller som er opptil dobbelt så effektive som dagens solcelleforbrukere.

« Basert på nanostruktureringen av galliumarsenid, har vi utviklet en ny, svært effektiv prosess som lar oss bruke kun en liten brøkdel av galliumarsenidet som normalt kreves. «, har forklart Anjan Mukherjee, hovedforfatter av studien.

Disse nanotrådbaserte solcellecellene er preget av et ekstremt høyt effekt-til-vekt-forhold (som gjør dem ti ganger mer effektive enn noen annen solcelle), sistnevnte på i underkant av 40 % (for tiden rundt 20 %).

På vei til industriell produksjon

Foreløpig dyrker forskere nanotrådene ved å bruke en metode kjent som » Molekylær stråleepitaksi «Hvis denne metoden ikke tillater å skaffe materialer i store mengder, vil bruken av en tilnærming i industriell skala, for eksempel dampfaseepitaksi med organometaller, være en levedyktig løsning.

Teamet prøver også å utvikle denne lette strukturen laget av nanotråder på såkalte «grafen»-substrater. To dimensjoner «Består av et enkelt lag med atomer for å gi» lette og fleksible fotovoltaiske celler, brukbare i automatiserte droner eller mikrosatelitter ».