(Phys.org) - En av de största utmaningarna för solcellsindustrins solcellsindustri är att göra solceller som är ekonomiskt livskraftiga. För att nå detta mål, modulkostnaden, som för närvarande är cirka $ 1/watt, måste minskas till bara hälften av det. Mycket av denna kostnad kommer från kiselmaterialet och de dyra tillverkningsprocesser som ofta används. I en ny studie, ett team av forskare och ingenjörer har visat att en hybrid solcell täckt med kisel-nanokoner och en ledande organisk polymer kan hantera båda kostnadsbesparande områden samtidigt som den ger utmärkta prestanda.

Forskarna, ledd av professor Yi Cui och professor Michael D. McGehee från Stanford University, har publicerat sin studie i ett nyligen publicerat nummer av Nano bokstäver .

Hybridsolcellernas användning av textur i nanoskala har två fördelar:det förbättrar ljusabsorptionen och minskar mängden kiselmaterial som behövs. Tidigare nanoskala texturering av solceller har involverat nanotrådar, nanodomer, och andra strukturer. Här, forskarna fann att en nanokonstruktur med ett bildförhållande (höjd/diameter på en nanokon) på cirka en ger en optimal form för förbättring av ljusabsorption eftersom den möjliggör både bra antireflektion (för korta våglängder av ljus) och ljusspridning (för långa våglängder ).

I tidigare mönster med texturering i nanoskala, utrymmet mellan strukturer har normalt varit för litet för att fyllas med polymer, så ett helt andra lager krävs. Men den avsmalnande nanokonstrukturen som visas här gör att polymeren kan beläggas i de öppna utrymmena, eliminerar behovet av andra material. Genom att bilda denna nanokon/polymerhybridstruktur med en enkel, lågtemperaturmetod, behandlingskostnaderna reduceras också.

Efter att ha testat solcellen och gjort några förbättringar, forskarna producerade en enhet med en effektivitet på 11,1%, som är det högsta bland hybridkisel/organiska solceller hittills. Dessutom, kortslutningsströmtätheten, som anger den största ström som solcellen kan generera, är bara något lägre än världsrekordet för en monokristallin kiselsolcell, och mycket nära den teoretiska gränsen.

På grund av hybriden kisel nanokon-polymer solceller goda prestanda och billig bearbetning, forskarna förutspår att de en dag skulle kunna användas som ekonomiskt livskraftiga fotovoltaiska enheter.

Copyright 2012 Phys.org
Alla rättigheter förbehållna. Detta material får inte publiceras, utsända, omskrivet eller omfördelat helt eller delvis utan uttryckligt skriftligt tillstånd från PhysOrg.com.