24,9 prosenttia! Uusi kalsiumtitanaatti-CIS pinottu solu saavuttaa ennätystehokkuuden

Saksalaisen Karlsruhen teknologiainstituutin (KIT) tutkijat ovat kehittäneet laminoidun aurinkokennon, joka perustuu kalkogenidiin sekä kupari/indium/seleeni (CIS) -ohutkalvoihin.

Kennoa kuvataan ensimmäiseksi aurinkokennoksi laatuaan, jonka hyötysuhde on lähes 25 prosenttia. Uuden aurinkokennon hyväksytty hyötysuhde on 23,5 prosenttia ja maksimihyötysuhde 24,9 prosenttia.

Tehokkuuden on todennut Fraunhofer ISE (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems).

Tiedemiehet käyttivät CIS:tä, jonka kaistaväli oli noin 1,03 eV ja pieni määrä galliumia, sekä trikationista kalkogenidia, jonka kaistaväli oli noin 1,59 eV, käyttämällä heijastamatonta pinnoitetta (ARC) kytkentävalon tehostamiseksi ja lisää yleistä valovirtaa. Kennon tehonmuunnoshyötysuhde on 24,9 prosenttia, avoimen piirin jännite 1,57 V, oikosulkuvirta 21,1 mA ja täyttövarianssi 75,2 prosenttia. Ylä- ja alakennon seostettu valovirta on 20,4 mA ja 20,7 mA.

Syyskuussa 2020 National Renewable Energy Laboratoryn uusi Calcium Titanite CIGS pinottu kenno saavutti maailmanennätyksen 24,16 prosentin hyötysuhteen, jonka Fraunhofer Institute for Solar Energy Systemsin (ISE) CalLab-laboratorio virallisesti sertifioi.

Pinotuissa kennoissa yhdistyvät kaksi erilaista puolijohdetta, jotka muuttavat spektrin eri osat sähköenergiaksi.

Kuparista, indiumista, galliumista ja seleenistä koostuvat aurinkokennot voidaan kerrostaa ohuina kalvoina, joiden kokonaispaksuus on vain {{0}} mikronia. Kalkogenidikerros on vielä ohuempi, vain 0,5 mikronia. Siten uudet laminoidut aurinkokennot, jotka on valmistettu CIGS:stä ja kalkogenidistä, ovat selvästi alle 5 mikronia paksuja ja niitä voidaan käyttää joustavien aurinkomoduulien valmistukseen.