Nytt genombrott i solenergi: Tunnfilms-solceller överträffar 80-årig teori om effektivitet

StockholmFysiker från Swansea University och Åbo Akademi har gjort ett stort framsteg inom solenergiteknik. De har utvecklat en ny modell som förbättrar tunnfilmssolceller. I 80 år har Shockleys diodekvation definierat hur ström rör sig genom solceller, men denna nya forskning förändrar den förståelsen.

Det nya modellen är betydelsefull av följande skäl:

• Den förbättrar effektiviteten hos tunnfilmssolceller.
• Den erbjuder en bättre förståelse av laddningssamling och förluster.
• Den fångar effekten av "injicerade bärare", som tidigare modeller missade.
• Den är speciellt anpassad för halvledare med låg rörlighet.

Tunnfilms-solceller tillverkas av flexibla, billiga material. Tidigare arbetade dessa material inte särskilt effektivt. En ny studie visar hur man kan förbättra deras effektivitet genom att hitta rätt balans mellan att fånga in ljus och minimera energiförlust.

Dr. Oskar Sandberg från Åbo Akademi i Finland förklarade att deras forskning ger viktiga insikter i hur laddningsuppsamling och energieffektivisering fungerar i solceller med låg rörlighet. Tidigare modeller tog inte hänsyn till "insprutade bärare" från kontakterna, vilka påverkar rekombination och verkningsgrad.

Universitetslektor Ardalan Armin vid Swansea University förklarade att traditionella modeller har ignorerat många faktorer. Den nya modellen åtgärdar detta genom att införa en ny diodekvation, som tar hänsyn till effekten av injicerade bärare och deras rekombination med fotogenererade laddningar.

Läs också:

Idag · 21:40

Järnskatter i Pinnacles avslöjar forntida klimathemligheter

Enligt Dr. Sandberg är rekombination inte ett stort problem med vanliga solpaneler av kisel eftersom de är tjockare. Tunnfilmssolceller, såsom organiska varianter, har fler gränssnitt där rekombination kan ske enklare.

Docent Armin förklarade att tunnfilmsceller har större yta i förhållande till deras volym. Detta resulterar i fler rekombinationsproblem jämfört med kiselceller.

Denna nya modell underlättar utvecklingen av förbättrade tunnfilmsolceller och fotodetektorer. Den förbättrar befintliga enheter och testar materialegenskaper. Modellen kan också hjälpa till att träna maskiner för att optimera enheternas funktion.

Denna utveckling är ett betydande framsteg i skapandet av nya solceller med tunnfilm. Det kan resultera i bättre effektivitet och förbättrade prestanda.