Forskare från Australian National University (ANU) har brutit ny mark för solcells energieffektivitet och i processen gett en glimt av teknikens framtid.

Forskarna har ett nytt rekord på 21,6 procent effektivitet, den högsta som någonsin uppnåtts för perovskitceller över en viss storlek.

Det betyder att 21,6 procent av solljuset som träffar cellerna omvandlas till energi.

Docent Thomas White säger som en jämförelse, vanliga solpaneler som installeras på hustaken just nu har en effektivitet på 17-18 procent.

"Det är tre saker du försöker uppnå med solceller, du försöker göra dem effektiva, stabil och billig, "sa han." Perovskiter är solcellernas framtid. "

"Med perovskiter är effektiviteten nu konkurrenskraftig, och kostnad är en av de stora försäljningspunkterna. Den verkliga utmaningen nu är att göra dem stabila nog att användas till exempel på taket, där de måste kunna hålla 25 till 30 år i extrema temperaturer.

"I sista hand, målet är att kombinera dessa perovskiter med kisel i en tandemsolcell. Att sätta ihop de två materialen kan potentiellt ge oss högre effektivitet än endera. "

Docent White och hans team har arbetat för att förbättra perovskitsolceller i åratal.

Perovskitmaterial kombinerar rikliga och billiga kemiska element inklusive kol, väte, kväve, jod och bly.

"Nittiofem procent av solcellerna är för närvarande gjorda av kisel. Det är en mycket, mycket bra material, men det kommer att nå den övre gränsen för dess effektivitet under de kommande fem eller tio åren, "Sade docent White.

"För att kunna göra en riktigt bra tandemsolcell måste du ha båda dina celler i drift så effektivt som möjligt. Eftersom kisel inte kan bli mycket bättre, Vi har fokuserat på perovskitehalvan. "

Det nya effektivitetsrekordet innebär att perovskitceller nu kan producera 216 watt elkraft per kvadratmeter.

"När de är väldigt små är det svårt att mäta dem exakt, och det är inte nödvändigtvis representativt för vad som skulle hända om du skalade upp, "Sade docent White.

"Så vårt resultat är det högsta på en skala som många anser vara minst en kvadratcentimeter."

För att uppnå rekordresultatet, medforskare Dr. Jun Peng utvecklade ett nytt nanostrukturerat material.

"En effektiv solcell måste kunna producera både högspänning och hög ström, sa Dr Peng.

"Det kan vara svårt att uppnå båda samtidigt, men det nanostrukturerade skiktet i våra celler gör detta möjligt. "

Teamets resultat verifierades oberoende av CSIRO Photovoltaics Performance Lab, det enda laboratoriet på södra halvklotet som är ackrediterat för att certifiera solcellseffektivitet enligt internationella standarder.

Denna studie slutfördes med hjälp av Australian Renewable Energy Agency -medel.