Forskare vid universitetet i Luxemburg och det japanska elektronikföretaget TDK rapporterar om framsteg inom solcellsforskning:de har förbättrat en komponent som gör det möjligt för solceller att använda mer energi från solen och därmed skapa en högre ström.
Förbättringen avser en ledande oxidfilm som nu har mer transparens i det infraröda området. Liknande försök hade gjorts tidigare, men detta är första gången som dessa filmer förbereddes genom en enstegsprocess och, på samma gång, stabil i luften.
"Filmer som gjorts vid universitetet i Luxemburg har exponerats för luft i ett och ett halvt år och är fortfarande lika ledande som när de var nyberedda", säger prof. Susanne Siebentritt, chef för laboratoriet för fotovoltaik vid universitetet i Luxemburg. "Det är ett fantastiskt resultat, inte bara för solceller, men också för en rad andra tekniker", tillägger hon. Medarbetare i denna studie var Dr. M. Hála, forskarassistent vid laboratoriet för fotovoltaik och Shohei Fujii och Yukari Inoue, gästforskare från TDK.
Transparenta ledande oxider används i alla enheter som kombinerar elektronik och ljus, som lysdioder, solceller, fotodetektorer eller till och med pekskärmar. De har den speciella egenskapen att kombinera egenskaperna hos metaller, vilka är de bästa elektriska ledarna som är kända, med de av oxider, som vanligtvis är transparenta men inte ledande, som till exempel glas. I solceller måste filmen vara ledande eftersom den utgör den övre elektroden. Samtidigt måste det vara genomskinligt för att solljus ska nå lagret under, där strömmen bildas.
Oxiderna som bildar denna film kan göras ledande genom att avsiktligt tillsätta föroreningar. Zinkoxid med tillsatt aluminium är ett flitigt använt exempel. I detta fall, aluminiumet tillför fria elektroner till zinkoxiden som är ansvariga för konduktiviteten. Dock, dessa fria elektroner absorberar också infrarött ljus. Det betyder att mindre solenergi kan passera.
Teamet från University of Luxembourg och TDK har modifierat processen som används för att göra filmen för att göra ren zinkoxid mer ledande. "Vårt multidisciplinära team, dra nytta av utbyte av kunskap mellan länder, hade idén att lägga till ytterligare en komponent - en annan gasplasma - i den så kallade sputterprocessen. Detta gör materialet ledande även utan aluminium." förklarar Prof. Siebentritt.
Denna metod gör det möjligt att ha färre men snabbare rörliga fria elektroner. "Med detta resultat, ledningsförmågan liknar den med aluminium, men det möjliggör en mycket bättre transparens i det infraröda området eftersom mindre fria elektroner också orsakar mindre absorption. Det gör solceller mer effektiva", tillägger doktor M. Hála. Resultaten publiceras nu i den respekterade tidskriften " Framsteg inom solceller ".
