Nowe ogniwo fotowoltaiczne. Zapomnij o klasycznych panelach

Zwiększanie wydajności ogniw słonecznych to ważny punkt w procesie rozwoju branży fotowoltaicznej. Większa wydajność ogniw, a co za tym idzie modułów, przekłada się na możliwość generowania większej ilości energii elektrycznej z mniejszej powierzchni. W przypadku elektrowni słonecznych o dużej skali kilkuprocentowy wzrost wydajności znacząco wpływa na powierzchnię zajmowaną przez taki obiekt.

Naukowcy z Bangladeszu twierdzą, że znaleźli sposób na wyraźne zwiększenie wydajności ogniw z selenkiem cyny. Ich zdaniem jest to możliwe dzięki dodaniu cienkiej warstwy miedzi/indy/selenu (CIS) i warstwy BSF.

Badacze z Uniwersytetu Rajshahi pracują nad projektem ogniw słonecznych opartych na absorberze z selenku cyny (SnSe) i twierdzą, że ich badania mogą doprowadzić do powstania urządzeń o wysokiej wydajności.

- SnSe ma wrodzoną przewodność elektryczną typu p, co stwarza możliwość wykorzystania go jako materiału absorbującego w technologii fotowoltaicznej – twierdzą naukowcy. – Według wskaźnika Shockleya-Queissera maksymalną wydajność konwersji fotowoltaicznej dla każdego typu struktury SnSe szacuje się na ok. 32 proc.

Jak podaje pv magazine, w skład opracowywanego ogniwa ma wchodzić m.in. podłoże z tlenku indu i cyny (ITO), warstwy okiennej z siarczku kadmu (CdS) typu n z pasmem zabronionym 2,40 eV, absorbera SnSe typu p z pasmem zabronionym 1,20 eV, cienkowarstwowej warstwy miedzi/indu/selenu (CIS) typu p z pasmem zabronionym 1,12 eV, warstwą tylnego pola powierzchniowego (BSF) wykonaną z diselenku wolframu (WSe2) z pasmem zabronionm  1,65 eV i niklowym (Ni) kontaktem metalowym.

Projekt ogniw został przetestowany w oprogramowaniu SCAPS-1D, opracowanym przez Uniwersytet w Gandawie w Belgii. Naukowcy wybrali jako ogniwo referencyjne jednozłączowe urządzenie fotowoltaiczne o sprawności konwersji mocy 26,12 proc. i oparte wyłącznie na absorberze SnSE i warstwie CdS. Z symulacji wynika, że po dodaniu warstwy BSF wydajność ogniwa można podnieść do 33,88 proc., a dodanie warstwy CIS przekłada się na wzrost do 36,45 proc. Naukowcy twierdzą, że ogniwo takie może generować wysoki prąd i napięcie elektryczne.

Prace nad ogniwem trwają, a obiecujące wyniki przeprowadzanych symulacji udowadniają wysoki potencjał technologii. Dodatkową jej zaletą jest fakt, że tego rodzaju ogniwa byłyby niedrogie i bardzo wydajne.