24,9 procent! Nya Calcium Titanate-CIS staplade celler sätter rekordeffektivitet

Forskare vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT) i Tyskland har utvecklat en laminerad solcell baserad på kalkogenid samt tunna filmer av koppar/indium/selen (CIS).

Cellen beskrivs som den första solcellscellen i sitt slag som uppnår en verkningsgrad nära 25 procent. Den nya solcellscellen har en kvalificerad verkningsgrad på 23,5 procent och en maximal verkningsgrad på 24,9 procent.

Effektiviteten har verifierats av Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems).

Forskarna använde CIS med ett bandgap på cirka 1,03 eV och en liten mängd gallium, samt tri-katjonisk kalkogenid med ett bandgap på cirka 1,59 eV, med en antireflekterande beläggning (ARC) för att förbättra kopplingsljuset och öka den allmänna fotoströmmen. Cellen har en effektomvandlingseffektivitet på 24,9 procent, en öppen kretsspänning på 1,57 V, en kortslutningsström på 21,1 mA och en fyllnadsvarians på 75,2 procent. De övre och nedre cellerna har en dopad fotoström på 20,4 mA respektive 20,7 mA.

I september 2020 uppnådde den nya staplade cellen Calcium Titanite CIGS från National Renewable Energy Laboratory ett världsrekordverkningsgrad på 24,16 procent, vilket officiellt certifierades av CalLab-laboratoriet vid Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE).

De staplade cellerna kombinerar två olika halvledare som omvandlar olika delar av spektrumet till elektrisk energi.

Solceller som består av koppar, indium, gallium och selen kan deponeras som tunna filmer med en total tjocklek på bara {{0}} mikron. Kalkogenidskiktet är ännu tunnare, bara 0,5 mikron. Således är nya laminerade solceller tillverkade av CIGS och kalkogenid långt under 5 mikron tjocka och kan användas för att producera flexibla solcellsmoduler.