En innovativ ny solcellsdesign som har förmågan att sänka kostnaderna för solcellstillverkning, har skapats av forskare vid University of Sheffield och energiteknikföretaget Power Roll.

I en studie publicerad i tidskriften Energi- och miljövetenskap , Samarbetande forskare från University of Sheffield och Power Roll har visat hur en unik arkitektur baserad på en yta präglad med mikrospår också kan göra solenergin mer effektiv.

Forskare visade att genom att belägga motsatta väggar av mikrospår med olika elektriska kontakter, och sedan fylla spåret med en lösningsbearbetbar halvledare, det var möjligt att skapa en ny typ av återkontaktad solcell.

Den innovativa 3D-designen tar bort många av tillverkningsprocessens steg som krävs av befintliga PV-moduler och gör att nya material kan användas som vanligtvis inte skulle vara lämpliga i vanliga solceller.

Professor David Lidzey, från Institutionen för fysik och astronomi i Sheffield, som har lett på samarbetet med Power Roll, sa:"Det finns ett globalt intresse för att använda solceller för att generera låga koldioxidutsläpp, grön el. Designen på den bakre kontaktade solcellsmodulen är både innovativ och elegant, och kan potentiellt minska optiska förluster i enheten.''

Power Roll Ltd förutspår att solcellsmoduler som produceras med denna design endast kommer att väga en bråkdel av en konventionell solcellsmodul med ekvivalent effekt, vilket skulle kunna gynna mindre utvecklade områden och områden utanför nätet där det inte är lönsamt att transportera tunga solpaneler samt en brett utbud av andra applikationer.

Forskare sa att andra fördelar med Power Rolls design inkluderar borttagning av dyra transparenta ledande oxider, användningen av enkla och billiga elektriska sammankopplingar och möjligheten att justera den elektriska effekten för att matcha användarens krav.

Dr. Trevor McArdle, Senior forskare vid Power Roll sa:"Under de senaste 40 åren, majoriteten av solceller har varit baserade på en konventionell platt struktur, där lager av olika material avsätts på varandra för att skapa solcellen. Dock, vi har utvecklat en radikalt annorlunda arkitektur för att göra solceller med hjälp av en yta mönstrad av mikrospår som individuellt är en bråkdel av bredden på ett människohår."

Professor Lidzey, lade till:"Enheterna vi har demonstrerat med Power Roll, har en lovande effektivitet, varvid sju procent av solljuseffekten som faller på en enda fotovoltaisk mikrospåranordning direkt omvandlas till elektrisk kraft, detta är redan omkring en tredjedel av vad de bäst presterande men dyra solcellerna producerar idag."

Bygger på det arbete som publicerats i denna tidning, University of Sheffield och Power Roll har framgångsrikt producerat fungerande minimoduldemonstratorer. Power Roll fokuserar nu på att skala upp tekniken redo för kommersialisering.

Neil Spann, VD för Power Roll, sa:"Vi tror att vår patenterade arkitektur är en spelförändring. Marknadsmöjligheterna för vår solcellsprodukt är betydande, inklusive off-grid-lösningar, kommersiella och inhemska system, driver internet of things, bärbar kraftgenerering och militära tillämpningar. Denna teknik kommer att leverera betydande ekonomiska och sociala fördelar för slutanvändarna."