Wetenschappers van de ITMO University hebben een nieuwe zonnecelcoating voorgesteld die de kenmerken van een elektrode combineert met die van een lichtvangende structuur. De coating stelde onderzoekers in staat om gereflecteerd licht te verminderen en oververhitting van zonnecellen te voorkomen, waardoor de algehele efficiëntie met 20 procent wordt verhoogd. Bovendien, de voorgestelde methode kan aantrekkelijk zijn voor industriële toepassingen vanwege de relatief lage kosten en eenvoud. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Optica Letters .

Een hele reeks materialen kan tegenwoordig worden gebruikt voor de productie van zonnecellen. Zonnecellen op basis van amorf silicium, bijvoorbeeld, zijn in feite dunne transparante films die op elk oppervlak kunnen worden aangebracht, inclusief ruiten. Als het gaat om de productie van zonnecellen, het is van cruciaal belang om manieren te vinden om de lichtreflectie van cellen te verminderen en oververhitting van de transparante elektrode te voorkomen, waardoor zonnecellen niet goed werken. Een ander belangrijk punt is het optimaliseren van de dikte van een actieve laag, zodat elk foton dat de zonnecel bereikt, wordt omgezet in elektriciteit.

Nutsvoorzieningen, wetenschappers van de ITMO University hebben een nieuwe manier bedacht om deze problemen aan te pakken door silicadeeltjes in de bovenste elektrode te plaatsen. De resulterende structuur functioneerde als een elektrode en als een lichtvangende laag die het licht op de zonnecel focuste. "Om dergelijke structuren op het oppervlak van een zonnecel te creëren, we gebruiken de methode van atomaire laagafzetting van aluminiumoxide-zinkoxide. We bouwen deze elektroden letterlijk atoom voor atoom op, " legt Mikhail Omelyanovich uit, hoofdauteur van het artikel. "Als resultaat, het totale rendement van zonnecellen is met 20 procent verbeterd. Wat is meer, zo'n elektrode kan worden gebruikt voor dunne zonnecellen die zijn samengesteld uit elk materiaal dat verder gaat dan amorf silicium."

Het kostte het team enkele jaren om een ​​betaalbare productiemethode voor zonnecellen te ontwikkelen die de industrie zou aanspreken. "Drie jaar geleden, we probeerden het celoppervlak te bedekken met microsferen. Ondanks een aanzienlijke verbetering van de lichtabsorptie, het belangrijkste nadeel was een hoge reflectiesnelheid. We hebben overwogen om het bovenste deel van de microbolletjes te verwijderen om iets te maken dat lijkt op een lens die het licht op de zonnecel zou richten. Echter, terwijl we aan de praktische realisatie van dit idee werkten, vonden we een veel betere structuur. In het geheel, de uiteindelijke oplossing overtrof onze verwachtingen op basis van theoretische berekeningen, ' zegt Michail.

Volgens de auteurs is de productie van zonnecellen met dergelijke oppervlaktecoatings vereist geen complexe technologie en het proces kan gemakkelijk worden aangepast voor massaproductie.