Þýskir og belgískir vísindamenn þróa nýja sólarsellu með 25 prósent ljósumbreytingarnýtni

Vísindamenn í Þýskalandi og Belgíu hafa unnið saman að því að þróa nýja sólarrafhlöðu kalsíumtítanít/koparindíumdíseleníðs (CIS) með 25 prósenta umbreytingarnýtni ljóss, sem er sú hæsta sem náðst hefur í sínum flokki. Sólarsellan er sveigjanleg, léttur og fjölhæfur, efnilegur til notkunar í farartækjum, flytjanlegum tækjum og samanbrjótanlegum tækjum. Nýjustu rannsóknirnar voru birtar í tímaritinu ACS-Energy Letters, deild American Chemical Society.

Chalcogenide er ný gerð efnis með sérstaka kristalbyggingu. Undanfarinn áratug hafa kalsíumtítanít sólarsellur þróast hratt til að ná ljósafköstum sem er sambærileg við gamalgróna sílikon sólarsellur.

Hægt er að auka skilvirkni sólarsella með því að nota tvær eða fleiri frumur í stafla. Ef hver sólarrafhlaða í staflanum getur á áhrifaríkan hátt tekið upp ljós frá öðrum hluta sólarrófsins, er hægt að draga úr innbyggðu tapinu og auka ljósvirkni allrar frumunnar. Vegna "fjölhæfni sinnar" hafa kalkógeníð sólarsellur orðið "leiðtogi" á sviði staflaðra sólarrafrumna. Tandem sólarsellur sem nota kalkógeníð og sílikon hafa náð allt að 29 prósentum eða meira ljósaflsnýtni, umtalsvert hærri en frumur úr kalkógeníði (25,7 prósent) eða sílikoni (26,7 prósent) eingöngu.

Í nýjustu rannsókninni hefur alþjóðlegt rannsóknarteymi undir forystu Dr. Marko Preciado frá Karlsruhe Institute of Technology framleitt með góðum árangri samhliða kalsíumtítanít/CIS sólarsellur með ljósumbreytingarnýtni upp á allt að 24,9 prósent, sem er mesta raforkubreytingarnýting sem náðst hefur með tækni af þessu tagi.

Sameining kalkógeníðs við önnur efni eins og koparindíumdíseleníð eða koparindíumgallíumdíseleníð hefur loforð um sveigjanlegar og léttar tandem sólarsellur, að sögn vísindamannanna. Slíkar klefar gætu verið festar ekki aðeins á byggingar heldur einnig á farartæki og færanleg tæki, og gætu jafnvel verið brotin saman eða rúllað upp til geymslu og framlengd þegar þörf krefur, til dæmis á gardínur eða tjöld, til að skyggja á sólina og framleiða jafnframt rafmagn.

Rannsakendur sögðu: "Nýjustu rannsóknir sýna fram á möguleika kalsíumtítaníts/CIS tandem sólfrumna, sem ryður brautina fyrir mögulega framtíðaraukningu á skilvirkni í yfir 30 prósent."