Dva výzkumné ústavy uvedly, že vícepřechodový solární článek se zakládá na křemíku, fosfidu galia, india (GaInP) a arsenidu galia (GaAs). Zařízení využívá speciálně navržený kov/polymer nanopovlak, který údajně optimalizuje distribuci rozptylu světla za celkovým kritickým úhlem vnitřního odrazu v buňce. Německý Fraunhoferův institut pro solární energetické systémy (Fraunhofer ISE) a nizozemský výzkumný ústav AMOLF oznámily, že dosáhly světové rekordní účinnosti přeměny energie 36,1 %. A to pro vícepřechodový solární článek na bázi křemíku a III-V polovodičů, jako je fosfid gallia, india (GaInP) a arsenid galia (GaAs).
„Tým Fraunhofer je světově proslulý výrobou ultra-vysoko účinných solárních článků na bázi křemíku a III-V polovodičů. Jako jsou např. GaInP nebo GaAs,“ uvedl Fraunhofer ISE v prohlášení. „Tým AMOLF si vybudoval dlouholeté zkušenosti s optimalizací řízení světla v solárních článcích. V tomto projektu se tyto znalosti spojili s tímto jedinečným výsledkem. Solární články putovaly mezi Freiburgem a Amsterdamem k různým zpracovatelským krokům. Čímž se vytvořila rekordní účinnost pro celý solární článek.
Článek se zakládá na technologii TOPCon vyvinuté společností Fraunhofer ISE a na speciálně navrženém nanopovlaku kov/polymer od společnosti AMOLF. Ten se umístil na dně křemíkové podbuňky. A je údajně zodpovědný za optimalizaci distribuce rozptylu světla za celkovým kritickým úhlem vnitřního odrazu v cele.
„Konkrétně optimalizujeme geometrii šestiúhelníkového pole stříbrných (Ag) nanodisků, které jsou integrovány s Ag zadním kontaktem. A ukazujeme, jak rozteč, poloměr a výška jednotlivých rozptylovačů řídí distribuci výkonu v různých řádech difrakce. A zároveň minimalizujeme ztráty plasmonické disipace ve sledovaném rozsahu vlnových délek,“ vysvětlili vědci.
Vícepřechodový článek s rekordní účinností 36,1 %
Použili také litografii s konformním otiskem substrátu (SCIL), inovativní technologii nanotisku v měřítku celé destičky, k výrobě zpětných reflektorů s nanovzorem.
Poté spojili horní a spodní články přímým lepením plátků při pokojové teplotě. Výsledný solární článek má velikost 2 cm x 2 cm. Obsahuje přední kontakty, antireflexní vrstvu (ARC) a 1 μm silnou vrstvu Ag na zadní straně fungující jako elektrický kontakt a rovinné zrcadlo. ,,Po nanotisku a leptání se buňky znovu odeslaly do Fraunhofer ISE pro finální HF ponor s následnou metalizací,“ vysvětlili.
Prostřednictvím několika numerických a experimentálních hodnocení holandsko-německá skupina zjistila, že externí kvantová účinnost (EQE) multijunkčního zařízení oproti planárnímu zpětnému reflektoru se zlepšila o více než 1,52 mA/cm2.
„Celkově naše práce demonstruje potenciál nanofotonického zachycování světla pro zvýšení účinnosti solárních článků na bázi křemíku s více spoji. Čímž připravujeme cestu pro účinnější a udržitelnější technologie solární energie,“ uvedl.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
