Onderzoekers van FOM-instituut AMOLF publiceren review artikel in Sc..
Meer informatie
Contactperso(o)n(en): Melissa Vianen
Weblocatie: http://www.fom.nl/live/nieuws/archief_persberichten/persberichten2016/artikel.pag?objectnumber=331712
printerversie
14 april 2016
Onderzoekers van FOM-instituut AMOLF publiceren review artikel in Science over uitdagingen in fotovoltaische energieconversie
De auteurs analyseren 16 zonnecelmaterialen met een recordrendement tussen de 10 en 29 procent en presenteren strategieen om met lichtmanagement op de nanoschaal het rendement te verhogen en met materiaalkundige innovaties de elektrische eigenschappen van zonnecellen te verbeteren.
Kortsluitstroom en open spanning-vulfactorprodukt voor 16 zonnecelmateriaalgeometrieen
vergroten Kortsluitstroom en open spanning-vulfactorprodukt voor 16 zonnecelmateriaalgeometrieen
Met een record rendement van 10 tot 29 procent, genormaliseerd naar grenswaarden volgens het thermodynamische Shockley-Queisser model. Een ideale zonnecel bevindt zich in de rechterbovenhoek. Niet-ideale cellen lijden aan problemen met lichtmanagement (verticale as) of stroommanagement
(horizontale as).
Het artikel beschrijft de elektrische kenmerken van 16 fotovoltaische materiaalgeometrieen die hebben geleid tot zonnecellen met een recordrendement tussen de 10 en 29%. De auteurs beginnen het artikel met een vergelijking tussen de stroom en spanning van deze zonnecellen en de voorspelde
grenswaarden volgens het thermodynamische Shockley-Queisser model. Ze identificeren vervolgens voor alle 16 materialen de belangrijkste beperkende invloeden, zoals energieverlies als gevolg van onvolledige licht-absorptie of incomplete stroomopname. De auteurs bespreken tot slot ook de
vooruitzichten voor praktische toepassingen en productie op grote schaal.
Het doel van het AMOLF-programma Light Management in New Photovoltaic Materials (LMPV) is het bieden van oplossingen voor de genoemde licht- en stroom-managementproblemen. De onderzoekers ontwikkelden nieuwe concepten ter verbetering van het conversierendement in wafer-gebaseerde Si
zonnecellen en dunne-film Si, organische, CuInGaSe en perovskiet zonnecellen. Ook onderzoeken ze alternatieve 3D-technieken om de fundamentele limieten voor zonnecellen met een conventioneel ontwerp te verslaan.
Fotovoltaische rendementsrecords worden voortdurend gebroken. Daarom presenteren de auteurs de actuele versies van de grafieken op: http://lmpv.amolf.nl/SQ
Het artikel is geschreven door LMPV-groepsleiders Albert Polman, Erik Garnett en Bruno Ehrler, postdoc Mark Knight, en bezoekend-wetenschapper Wim Sinke (ECN).
Referentie
Albert Polman, Mark W. Knight, Erik C. Garnett, Bruno Ehrler, Wim C. Sinke
Photovoltaic materials: Present efficiencies and future challenges
Science 352, aad4424 (2016). DOI: 10.1126/science.aad4424