Review zonnecelmaterialen met hoog rendement gepubliceerd in Science

Het artikel beschrijft de elektrische kenmerken van 16 fotovoltaïsche materiaalgeometrieën die hebben geleid tot zonnecellen met een recordrendement tussen de 10 en 29%. De auteurs beginnen het artikel met een vergelijking tussen de stroom en spanning van deze zonnecellen en de voorspelde grenswaarden volgens het thermodynamische Shockley-Queisser model. Ze identificeren vervolgens voor alle 16 materialen de belangrijkste beperkende invloeden, zoals energieverlies als gevolg van onvolledige licht-absorptie of incomplete stroomopname. De auteurs bespreken tot slot ook de vooruitzichten voor praktische toepassingen en productie op grote schaal.

Het doel van het AMOLF-programma Light Management in New Photovoltaic Materials (LMPV) is het bieden van oplossingen voor de genoemde licht- en stroom-managementproblemen. De onderzoekers ontwikkelden nieuwe concepten ter verbetering van het conversierendement in wafer-gebaseerde Si zonnecellen en dunne-film Si, organische, CuInGaSe en perovskiet zonnecellen. Ook onderzoeken ze alternatieve 3D-technieken om de fundamentele limieten voor zonnecellen met een conventioneel ontwerp te verslaan.

Fotovoltaïsche rendementsrecords worden voortdurend gebroken. Daarom presenteren de auteurs de actuele versies van de grafieken op: http://lmpv.amolf.nl/SQ

Het artikel is geschreven door LMPV-groepsleiders Albert Polman, Erik Garnett en Bruno Ehrler, postdoc Mark Knight, en bezoekend-wetenschapper Wim Sinke (ECN).

Referentie
Albert Polman, Mark W. Knight, Erik C. Garnett, Bruno Ehrler, Wim C. Sinke
Photovoltaic materials: Present efficiencies and future challenges
Science 352, aad4424 (2016). DOI: 10.1126/science.aad4424