24,9 százalék! Az új kalcium-titanát-CIS halmozott cella rekord hatékonyságot állít be
Jul 06, 2022
A németországi Karlsruhe Institute of Technology (KIT) kutatói kalkogenid, valamint réz/indium/szelén (CIS) vékonyrétegeken alapuló laminált napelemet fejlesztettek ki.
A cellát úgy írják le, mint az első ilyen típusú fotovoltaikus elemet, amely közel 25 százalékos hatékonyságot ért el. Az új fotovoltaikus cella minősített hatásfoka 23,5 százalék, maximális hatásfoka pedig 24,9 százalék.
A hatékonyságot a Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems) igazolta.
A tudósok körülbelül 1,03 eV-os sávszélességű és kis mennyiségű galliummal rendelkező CIS-t, valamint körülbelül 1,59 eV-os sávszélességű trikationos kalkogenidet használtak, tükröződésgátló bevonattal (ARC) a csatolófény fokozására és növelje az általános fotoáramot. A cella teljesítményátalakítási hatásfoka 24,9 százalék, nyitott áramköri feszültsége 1,57 V, rövidzárlati árama 21,1 mA és töltési eltérése 75,2 százalék. A felső és alsó cellák 20,4 mA, illetve 20,7 mA adalékolt fotoárammal rendelkeznek.
2020 szeptemberében a National Renewable Energy Laboratory új Calcium Titanite CIGS halmozott cellája 24,16 százalékos világrekordot ért el, amelyet a Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE) CalLab laboratóriuma hivatalosan is tanúsított.
A halmozott cellák két különböző félvezetőt kombinálnak, amelyek a spektrum különböző részeit alakítják át elektromos energiává.
A rézből, indiumból, galliumból és szelénből álló fotovoltaikus cellák mindössze {{0}} mikron teljes vastagságú vékony filmként rakhatók le. A kalkogenid réteg még vékonyabb, mindössze 0,5 mikron. Így a CIGS-ből és kalkogenidből készült új laminált napelemek vastagsága jóval 5 mikron alatt van, és rugalmas napelem modulok előállítására használhatók.
