211service.com
IBM bryder effektivitetsmærket med nyt solcellemateriale
IBM siger, at det har gjort tekniske fremskridt med en solteknologi, som forskerne håber vil give effektive tyndfilmssolceller fremstillet af rigelige materialer.
IBM-forskere arbejdede sammen med det japanske tyndfilmssolfirma Solar Frontier for at opnå højere soleffektivitet for solceller fremstillet af mere rigelige materialer end nuværende tyndfilmsceller. Kredit: IBM Research
IBM's solcelleforskere Teodor Todorov og David Mitzi fredag detaljerede resultaterne af et papir, der viste den højeste effektivitet til dato for solceller fremstillet af en kombination af kobber, zink, tin og selen (CZTS). Udgivet i Advanced Energy Materials, det tekniske papir beskrev en CZTS-solcelle i stand til at omdanne 11,1 procent af solenergien til elektricitet.
Det effektivitetsniveau er et markant spring fra de 10,1 procent effektivitet Mitzi og kolleger viste sidste år. (Se, Effektivitetssolceller fra billigere materialer). Papiret argumenterer også for, at CZTS-solceller kunne opnå høje effektivitetsgevinster til at gøre dem kommercielt levedygtige.
Det benchmark-CZTS, som den IBM-ledede forskningsgruppe forfølger, er CIGS, solceller fremstillet af kobber, indium, gallium og selen. I kommercielle produkter er effektiviteten af disse celler omkring 12 procent i solpaneler og 20 procent i laboratorier. Hvis CZTS kunne komme op på 15 procent effektivitet, kunne det begynde at fortrænge CIGS, siger Mitzi.
Der er ingen grundlæggende grund til, at vi kender til, hvorfor vi ikke kan komme op på de samme effektivitetsgevinster med CZTS, som vi gør med CIGS, siger han. Det er et af hovedmålene for feltet for det næste år eller to.
At udvikle et alternativ til CIGS er ikke så meget drevet af omkostninger som tilgængeligheden af råmaterialet til at fremstille celler, forklarede Mitzi. Gallium og indium, som bruges i fladskærmsproduktion, kan blive begrænset, efterhånden som solenergivolumen øges. Meget af produktionen af disse elementer er centreret i Kina, tilføjede han.
Udskiftning af disse elementer med mere rigeligt kobber og tin i CZTS-celler har potentialet til at levere 500 gigawatt solenergi, mange gange mere end CIGS, ifølge avisen. Forskerne har forsøgt at erstatte selen med mere rigeligt svovl for at adressere materialetilgængeligheden.
At have CZTS til at matche CIGS på effektivitet inden for fem år er en rimelig tidshorisont, sagde Mitzi. IBM arbejder med solcellevirksomheder i forskningen, inklusive Japan-baserede Solar Frontier, som installerede 577 megawatts CIGS-paneler sidste år, ifølge GTM Research .
Solcelleproducenter har udviklet tyndfilmssolpaneler, fordi de lover at være billigere. Men omkostningerne ved de etablerede siliciumsolprocesser er faldet brat i løbet af de seneste tre år. (Se, The Dog Days of Solar).
Det har fået tyndfilms omkostningsfordele til at falde. Men der er en række forskergrupper, der arbejder med CZTS med et langsigtet øje. Vi er ved at opbygge en forståelse af, hvad vi skal rette og løse for at få den højere ydeevne, siger Mitzi.