24,9 proc.! Nowe ułożone ogniwa tytanianu wapnia-CIS osiągają rekordową wydajność

Naukowcy z Instytutu Technologii w Karlsruhe (KIT) w Niemczech opracowali laminowane ogniwo słoneczne na bazie chalkogenku oraz cienkich warstw miedzi/indu/selenu (CIS).

Ogniwo jest opisane jako pierwsze tego typu ogniwo fotowoltaiczne, które osiąga sprawność bliską 25%. Nowe ogniwo fotowoltaiczne ma kwalifikowaną sprawność 23,5% i maksymalną sprawność 24,9%.

Wydajność została zweryfikowana przez Fraunhofer ISE (Instytut Fraunhofer ds. Systemów Energii Słonecznej).

Naukowcy zastosowali CIS z przerwą zabronioną około 1,03 eV i niewielką ilością galu, a także trójkationowy chalkogenek z przerwą zabronioną około 1,59 eV, stosując powłokę antyrefleksyjną (ARC) w celu wzmocnienia światła sprzęgającego i zwiększyć ogólny fotoprąd. Ogniwo ma sprawność konwersji mocy 24,9 procent, napięcie obwodu otwartego 1,57 V, prąd zwarcia 21,1 mA i wariancję wypełnienia 75,2 procent. Górne i dolne ogniwa mają domieszkowany fotoprąd odpowiednio 20,4 mA i 20,7 mA.

We wrześniu 2020 r. nowe ogniwo stosowe CIGS z tytanitu wapnia z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej osiągnęło rekordową wydajność na poziomie 24,16 procent, co zostało oficjalnie certyfikowane przez laboratorium CalLab Instytutu Fraunhofer ds. Systemów Energii Słonecznej (ISE).

Ułożone w stos ogniwa łączą dwa różne półprzewodniki, które przekształcają różne części widma w energię elektryczną.

Ogniwa fotowoltaiczne składające się z miedzi, indu, galu i selenu można osadzać w postaci cienkich warstw o ​​łącznej grubości zaledwie {{0}} mikronów. Warstwa chalkogenkowa jest jeszcze cieńsza, ma zaledwie 0,5 mikrona. W ten sposób nowe laminowane ogniwa słoneczne wykonane z CIGS i chalkogenku mają grubość znacznie poniżej 5 mikronów i mogą być wykorzystywane do produkcji elastycznych modułów słonecznych.