(Phys.org)—Forskare vid California Institute of Technology har fått ett anslag på 2,4 miljoner dollar från U.S.A. Advanced Research Projects Agency for Energy (ARPA-E) för att studera möjligheten att använda en ny teknik för att fånga upp mer energi från solljus. Bidraget är baserat på arbete som beskrivs av Caltechs Harry Atwater och Albert Polman i en tidning som de har låtit publicera i tidskriften Naturmaterial .
De flesta solpaneler som används idag följer en sandwich-metod där lager av fotovoltaiska halvledare staplas – var och en är designad för att få ut mest energi från ett specifikt våglängdsområde. Problemet med detta tillvägagångssätt är att lagret med den lägsta strömmen begränsar mängden el som kan genereras. På grund av detta, verkningsgraden för nuvarande solceller är under 20 procent. För att komma runt detta problem, Atwater och kollegor föreslår ett alternativt tillvägagångssätt som gör det möjligt att separera så många som åtta till tio av färgerna i ljusspektrumet och rikta var och en till en solcell designad för just den våglängden.
Forskarna föreslår att teknik som är involverad i att separera och rikta olika våglängder av ljus har utvecklats till den punkt där det nu borde vara möjligt att skapa solceller som inte bara är mycket effektivare – över 50 procent – utan är lika billiga som de som är säljs idag. Som ett exempel noterar de de framsteg som har gjorts med platta bildskärmar, som fungerar genom att rikta olika våglängder av ljus i mycket små (pixelstora) enheter.
De föreslår att genom att använda exakt strukturerade material för att sortera solljus i flera olika våglängder, det borde vara möjligt att rikta var och en till en halvledare som har ställts in för att vara den mest effektiva för den våglängden. Slutresultatet borde vara absorptionen av mer energi totalt sett, möjliggör generering av mer elektricitet (och mindre värme) från samma mängd solljus.
Deras idé är förstås inte helt ny, många forskningscentra har skapat solceller med mycket liknande idéer. Vad som är nytt är idén att framsteg inom nanomaterial bör göra det möjligt för sådana celler att massproduceras på ett sätt som gör dem kostnadseffektiva – och det är vad teamet planerar att använda bidragspengarna för att upptäcka.
© 2013 Phys.org
