A kutatók új gyártási folyamatot fejlesztettek ki, amelyben ultravékony, 205-nanométer vastagságú gallium-arzenidből (GaAs) készült elnyelő réteget és nanoszerkezetű hátsó tükröt használtak fel.
Kép: C2N / H-L Chen & al.
A Németországban működő Fraunhofer ISE és a Franciaországban működő nanotudománnyal és nanotechnológiával foglalkozó központ (Centre for Nanoscience and Nanotechnology, C2N) közlése szerint kifejlesztettek egy ultravékony napelem cellát gallium-arzenidből (GaAs), amely egy az úgynevezett III-V csoportba tartozó elemekből álló vegyület, és a cella hatékonysága19,9%.
A tudósok által nyújtott magyarázat szerint az eredményeket olyan új gyártási folyamat során nyerték, amelynek jellemzője a 205 nanométer vastagságú GaAs elnyelő réteg és a nanoszerkezettel rendelkező hátsó tükör használata. „A vezérelv a nanoszerkezetű hátsó tükör gondolata volt, hogy olyan többrétegű, átfedő rezonanciákat hozzunk létre a napelem cellán belül, amelyek Fabry-Perot interferométer néven ismertek és irányított rezonanciát jelentenek” – közölte a Fraunhofer ISE.
A magyarázat szerint ezek a rezonanciák hosszabb időre csapdába ejtik a fényt az elnyelő rétegben. Ezzel egyidejűleg növelték az optikai fényelnyelést egy nagyobb színképtartományra nézve, amely illeszkedik a napfény láthatótól az infravörösig terjedő tartományához.
Az ezüstből készült hátsó tükröt nanométeres nagyságban, lágy nanolitográfiával állították elő, szol-gél állapotból átalakított titánium-dioxid segítségével. „A mintázattal ellátott nanométeres nagyságrendű tükör gyártásának szabályozása volt a projekt kulcsa” – jelezte a kutatócsoport.
Az is a meggyőződésük, hogy ez a cellatechnológia már rövid időn belül elérheti a 25%-os hatékonyságot. Ez annak is köszönhető, hogy a cella vastagsága tovább redukálható a hatékonyság csökkentése nélkül. A kutatási eredményeket a „III-V Fotovoltaikus és Koncentrátor Technológia” (III-V Photovoltaics and Concentrator Technology) címen tették közé a Nature Energy tudományos folyóiratban.
Forrás: pv-magazine
