Eenvoudige, goedkope en efficiënte zonnecellen met ongedoteerd silicium

28 januari 2016, 18:16
Foto: PVLab - EPFL
Foto: PVLab - EPFL
Een internationaal onderzoeksteam van het Lawrence Berkeley National Laboratory, de École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) en de Australian National University (ANU) is er met een mix van nieuwe materialen in geslaagd om de stappen voor het vervaardigen van efficiënte silicium-zonnecellen te vereenvoudigen. 

De meeste van de huidige zonnecellen maken gebruik van kristallijne silicium-‘wafers’. Deze wafers en soms ook de hier op aangebrachte lagen zijn gedoteerd (verontreinigd) met atomen die een overschot aan elektronen of gaten hebben en die hierdoor de elektrische geleiding van het materiaal verbeteren waardoor de omzetting van zonlicht in elektriciteit beter verloopt. De dotering kan echter ook een negatieve invloed op de prestaties hebben.

Kristallijne silicium-zonnecellen met gedoteerde contacten kunnen een energierendement van meer dan 20% hebben, hetgeen betekent dat meer dan 20% van het zonlicht in elektriciteit wordt omgezet. Het rendement van niet gedoteerde zonnecellen kwam tot nu toe nog niet boven de 14% uit. 

De onderzoekers hebben nu een niet-gedoteerde siliciumcel ontwikkeld (dopant free asymmetric heterocontact, DASH) die een rendement heeft van bijna 20%. 
Er wordt gebruik gemaakt van een kristallijne siliciumkern waarop lagen ongedoteerd amorf silicium worden aangebracht om het oppervlak te passiveren. Vervolgens wordt een ultradunne laag molybdeenoxide op de naar de zon gerichte bovenkant van de cel aangebracht en een net zo dunne laag lithiumfluoride aan de onderkant. Deze twee lagen werken als ongedoteerde contacten voor respectievelijk elektronen en gaten.  

Het onderzoek heeft niet alleen aangetoond dat het mogelijk is om een ongedoteerde silicium-zonnecel met hoog rendement te maken, maar ook dat het productieproces van een zonnecel hiermee tot slechts zeven stappen kan worden gereduceerd. 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items