Ohuita ja joustavia aurinkokennoja

Tieteilijät ovat kehitelleet uusia ohuita ja joustavia aurinkokennojen materiaaliyhdistelmiä.

Suurempi kuva

Imperial College Londonin ja University College Londonin tutkijoiden johtama tutkijaryhmä on sisällyttänyt fosforeeninanonauhoja perovskiittisiin aurinkokennoihin, mikä parantaa merkittävästi niiden tehokkuutta.

Fosforeeninanonauhat (PNR:t) ovat 2D-fosforin nauhamaisia säikeitä. Ne tuotettiin ensimmäisen kerran jo vuonna 2019, ja sadat teoreettiset tutkimukset ovat ennustaneet, kuinka niiden ominaisuudet voisivat parantaa kaikenlaisia laitteita, mukaan lukien akut, biolääketieteelliset sensorit ja kvanttitietokoneet.

Mitään näistä ennustetuista jännittävistä ominaisuuksista ei kuitenkaan ole toistaiseksi osoitettu todellisissa laitteissa.

Nyt ensimmäistä kertaa tämä tutkijaryhmä on käyttänyt PNR-nauhoja merkittävästi parantamaan aurinkokennon tehokkuutta osoittaen, että niistä on johonkin.

Johtava tutkija tohtori Thomas Macdonald, toteaa, että "Olemme iloisia voidessamme tarjota ensimmäiset kokeelliset todisteet PNR:istä lupaavana reittinä tehokkaille aurinkokennoille, mutta myös esitellä tämän uuden nanomateriaalin monipuolisuutta käytettäväksi seuraavan sukupolven optoelektronisissa laitteissa."

Fosforeeninanonauhojen avulla tiimi pystyi tuottamaan perovskite-aurinkokennoja yli 21 prosentin hyötysuhteella, joka on yhtä suuri kuin perinteisten piiaurinkokennojen. Kokeet osoittivat, että PNR:t parantavat erityisesti elektroniaukkojen liikkuvuutta.

Myös Stanfordin tutkijoiden kehittämät uudet aurinkokennomateriaalit voivat tuoda mukanaan erittäin ohuen, kevyen aurinkopaneelin

Siirtymämetallidikalkogenidien (TMD) tärkein etu on, että ne absorboivat erittäin paljon auringonvaloa, joka osuu niiden pintaan verrattuna muihin aurinkomateriaaleihin. Vaikka TMD:llä on suuri lupaus, tähän mennessä tehdyt tutkimuskokeet ovat saavuttaneet vain 2 prosentin muunnostehokkuuden.

Stanfordin uusi prototyyppi saavuttaa 5,1 prosentin tehonmuunnoshyötysuhteen, mutta kirjoittajat arvioivat, että ne voisivat käytännössä saavuttaa 27 prosentin hyötysuhteen optisella ja sähköisellä optimoinnilla.

TMD-kennojen suurin etu on niiden huomattava ohuus, joka ei ainoastaan minimoi materiaalin käyttöä ja kustannuksia, vaan tekee TMD-aurinkokennoista myös kevyitä ja joustavia ja ne voidaan muotoilla epäsäännöllisiin muotoihin – auton katoksi, lentokoneen siiven tai ihmiskehon muotoon.

Aiheesta aiemmin:

Uusia näkökulmia aurinkokennoihin

Aurinkosähkö tehostuu perhosen siivillä ja meren jalokivillä

Atomisen ohuita aurinkokennoja