Kilde: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) med den organiske posten solcellemodul på fremtidens Solar Factory. I bakgrunnen pilotlinjen for trykte tynnfilm-solceller.
Et forskerteam fra Nürnberg og Erlangen har satt en ny rekord for effektkonverteringseffektiviteten til organiske fotovoltaiske moduler (OPV). Forskerne fra Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Bavarian Center for Applied Energy Research (ZAE), og Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (HI ERN), en filial av Forschungszentrum Jülich, i samarbeid med South China University of Technology (SCUT), designet en OPV-modul med en virkningsgrad på 12,6 prosent over et område på 26 kvadratcentimeter. Den tidligere verdensrekorden på 9,7 prosent ble overskredet med 30 prosent.
Dette er den høyeste effektivitetsverdien som noen gang er rapportert for en organisk solcellemodul. Det ble bekreftet av en sertifisert kalibrert måling under standard testforhold av det uavhengige sertifiseringslaboratoriet til Fraunhofer ISE (Freiburg) i september 2019. Multicelle-modulen ble utviklet ved fremtidens Solar Factory på Energie Campus Nürnberg (EnCN) i et belegglaboratorium med en unik megawatt pilotlinje for tynnfilm-fotovoltaikk, som ble designet og implementert med økonomisk støtte fra det bayerske økonomidepartementet.
"Dette gjennombruddet viser at Bayern ikke bare er ledende innen fremskritt for solcelleanlegg, men også har en ledende posisjon i utviklingen av fremtidige teknologier," understreker Hubert Aiwanger, bayerske statsminister for økonomiske saker, regional utvikling og energi.
Organiske solceller består vanligvis av to forskjellige organiske komponenter, som har de nødvendige halvlederegenskapene. I motsetning til konvensjonelt brukt silisium, som er produsert ved energikrevende smelteprosesser, kan organiske materialer påføres direkte fra oppløsninger på en bærefilm eller glassbærer.
På den ene siden reduserer dette produksjonskostnadene, på den andre siden gir bruken av fleksible, lette materialer mulighet for nye bruksområder, for eksempel mobile enheter eller klær, selv om effektiviteten ennå ikke kan sammenlignes med tradisjonelle silisiumsolceller.
"Denne milepælen i organisk halvlederforskning viser at den siste ytelsesutviklingen med sertifisert celleeffektivitet på over 16 prosent ikke er begrenset til laboratorieskala, men klar til å skaleres opp til nivået med prototypemoduler," forklarer professor Christoph Brabec fra FAU , direktør ved HI ERN, og vitenskapelig direktør for Solar Factory of the Future, en forskningsgruppe for ZAE Bayern.
På grunn av deres design er effektiviteten til komplette fotovoltaiske moduler alltid litt lavere enn for individuelle celler. En del av modulområdet er for eksempel alltid inaktivt siden det brukes til sammenkobling av de enkelte cellene. Med et økende modulområde øker også tapene forårsaket av elektrodenes elektriske motstand.
Registreringsmodulen består av tolv seriekoblede celler og har en geometrisk fyllingsfaktor på over 95 prosent. Denne delen av modulområdet bidrar aktivt til kraftproduksjonen. Når det gjelder det aktive området, oppnår modulen til og med en effektivitet på 13,2 prosent. Minimering av inaktive områder ble oppnådd gjennom laserstrukturering med høy oppløsning, slik den er utviklet og optimalisert de siste årene på "Framtidens solfabrikk."
