Neues Solarmodell revolutioniert Effizienz: Überwindung einer 80-jährigen Theorie durch Swansea und Åbo Akademi

BerlinPhysiker der Swansea University und der Åbo Akademi University haben einen bedeutenden Fortschritt in der Solartechnologie erzielt. Sie entwickelten ein neues Modell, das Dünnschicht-Solarzellen verbessert. 80 Jahre lang definierte die Shockley-Diodengleichung, wie Strom durch Solarzellen fließt, aber diese neue Forschung verändert dieses Verständnis grundlegend.

Warum das neue Modell von Bedeutung ist:

• Es steigert die Effizienz bei Dünnschicht-Solarzellen.
• Es bietet ein besseres Verständnis der Ladungssammlung und -verluste.
• Es berücksichtigt den Einfluss von "eingespeisten Trägern", den alte Modelle vernachlässigt haben.
• Es ist speziell für Halbleiter mit geringer Mobilität ausgelegt.

Dünnschicht-Solarzellen bestehen aus flexiblen, kostengünstigen Materialien. Früher waren diese Materialien nicht sehr effizient. Eine neue Studie zeigt, wie die Effizienz durch das richtige Gleichgewicht zwischen Lichtaufnahme und Minimierung des Energieverlusts verbessert werden kann.

Wichtige Erkenntnisse zur Ladungserfassung bei Solarzellen mit geringer Mobilität

Dr. Oskar Sandberg von der Åbo Akademi Universität in Finnland erklärte, dass ihre Forschung wesentliche Einblicke in die Funktionsweise von Ladungserfassung und Energieumwandlung in Solarzellen mit geringer Mobilität bietet. Frühere Modelle berücksichtigten nicht die "eingespritzten Ladungsträger" von den Kontakten, welche die Rekombination und Effizienz beeinflussen.

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Der außerordentliche Professor Ardalan Armin von der Swansea University erklärte, dass traditionelle Modelle viele Faktoren außer Acht ließen. Das neue Modell behebt dieses Problem durch die Einführung einer neuen Diodengleichung, die den Einfluss von injizierten Ladungsträgern und deren Rekombination mit photogenerierten Ladungen berücksichtigt.

Dr. Sandberg erklärte, dass Rekombination bei herkömmlichen Silizium-Solarmodulen kein großes Problem darstellt, da sie dicker sind. Dünnschicht-Solarmodule, wie organische, haben jedoch mehr Schnittstellen, an denen Rekombination leichter auftreten kann.

Associate Professor Armin erläuterte, dass Dünnschichtzellen aufgrund ihrer größeren Oberfläche im Vergleich zu ihrem Volumen mehr Rekombinationsprobleme aufweisen als Siliziumzellen.

Dieses neue Modell verbessert die Herstellung von Dünnschichtsolarzellen und Photodetektoren. Es optimiert bestehende Geräte und prüft Materialeigenschaften. Zudem unterstützt das Modell das Training von Maschinen, um eine höhere Effizienz der Geräte zu erreichen.

Dieser Fortschritt stellt einen bedeutenden Meilenstein in der Entwicklung neuer Dünnschicht-Solarzellen dar. Er könnte zu höherer Effizienz und verbesserter Leistung führen.