Forskare från ITMO University har föreslagit en ny solcellsbeläggning som kombinerar egenskaper hos en elektrod och de av en ljusfångande struktur. Beläggningen gjorde det möjligt för forskare att minska reflekterat ljus och undvika överhettning av solceller, vilket ökar dess totala effektivitet med 20 procent. Dessutom, den föreslagna metoden kan vara attraktiv för industriella tillämpningar på grund av dess relativt låga kostnad och enkelhet. Resultaten av forskningen publicerades i Optikbokstäver .

Ett helt utbud av material kan användas idag för solcellsproduktion. Solceller baserade på amorft kisel, till exempel, är i princip tunna transparenta filmer som kan appliceras på vilken yta som helst, inklusive fönsterrutor. När det gäller tillverkning av solceller, det är avgörande att hitta sätt att minska ljusreflektion från celler och undvika transparent elektrodöverhettning, vilket hindrar solceller från att fungera korrekt. En annan nyckelfråga är att optimera tjockleken på ett aktivt lager så att varje foton som når solcellen omvandlas till elektricitet.

Nu, forskare från ITMO University har utarbetat ett nytt sätt att ta itu med dessa problem genom att placera kiseldioxidpartiklar inuti den översta elektroden. Den resulterande strukturen fungerade som en elektrod såväl som en ljusfångande päls som fokuserar ljuset på solcellen. "För att skapa sådana strukturer på ytan av en solcell, vi använder metoden för avlagring av atomskikt av aluminiumoxid zinkoxid. Vi bygger bokstavligen dessa elektroder atom för atom, "förklarar Mikhail Omelyanovich, huvudförfattare till tidningen. "Som ett resultat, den totala solcellseffektiviteten förbättras med 20 procent. Vad är mer, en sådan elektrod kan användas för tunna solceller som består av valfritt material bortom amorft kisel. "

Det tog teamet flera år att utveckla en prisvärd tillverkningsmetod för solceller som skulle tilltala branschen. "Tre år sedan, vi försökte täcka cellytan med mikrosfärer. Trots förbättrad ljusabsorption avsevärt, den stora nackdelen var en hög reflektansgrad. Vi övervägde att ta bort den övre delen av mikrosfärerna för att göra något som liknar en lins som skulle fokusera ljuset på solcellen. Dock, medan vi arbetade med praktisk förverkligande av denna idé fann vi en mycket bättre struktur. På det hela, den slutliga lösningen överträffade våra förväntningar baserat på teoretiska beräkningar, säger Mikhail.

Enligt författarna, Tillverkningen av solceller med sådana ytbeläggningar kräver ingen komplex teknik och processen kan lätt anpassas för massproduktion.