L#39Université d#39Uppsala est le nouveau détenteur du record mondial de generation d#39énergie électrique à partir de cellules solaires CIGS. Le nouveau document mondial est une efficacité de 23,64 pour cent. La mesure a été réalisée par un institut indépendant et les résultats sont publiés dans la revue Nature Strength.
Ce history est le résultat d#39une collaboration entre la société To start with Photo voltaic European Technology Heart (anciennement Evolar) et des chercheurs en cellules solaires de l#39Université d#39Uppsala.
« Les mesures que nous avons prises nous-mêmes pour cette cellule solaire et d#39autres cellules solaires produites récemment se situent dans la marge d#39erreur de la mesure indépendante. Cette mesure sera également utilisée pour un étalonnage interne de nos propres méthodes de mesure », déclare Marika Edoff, Professeur de technologie des cellules solaires à l’Université d’Uppsala, responsable de l’étude.
Le précédent history mondial était de 23,35 pour cent (Solar Frontier, Japon), précédé de 22,9 pour cent (ZSW, Allemagne). L#39Université d#39Uppsala a déjà détenu ce history, la première fois dans les années 1990 dans le cadre de la collaboration de recherche Euro-CIS.
« À une époque, nous détenions également le history d#39un prototype connecté en série. Même si cela fait longtemps que nous ne détenons pas le document de cellules, nous avons souvent été juste derrière les meilleurs résultats et il y a bien sûr de nombreux elements pertinents à prendre en compte. comme le potentiel de passage à un processus à grande échelle, dans lequel nous avons toujours été à l#39avant-garde », déclare Edoff.
Les cellules solaires se multiplient rapidement dans le monde et l’énergie solaire représentait un peu as well as de 6 % de l’électricité mondiale en 2022, selon l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Les meilleurs modules solaires en silicium cristallin, qui est le matériau le in addition largement utilisé dans les cellules solaires, convertissent actuellement as well as de 22 % de la lumière solaire en énergie électrique et les cellules solaires modernes sont à la fois peu coûteuses et stables à very long terme.
L#39un des objectifs de la recherche sur les cellules solaires est d#39atteindre un rendement supérieur à 30 pour cent avec des coûts de manufacturing raisonnables. L#39accent est très souvent mis sur les cellules solaires tandem, car elles sont additionally efficaces, mais jusqu#39à présent, elles se sont avérées trop coûteuses pour une utilisation à grande échelle.
Le history mondial de 23,64 pour cent a été mesuré par l#39institut indépendant Fraunhofer ISE en Allemagne. L#39write-up scientifique présente une analyse matérielle et électrique approfondie de la cellule solaire ainsi qu#39une comparaison avec des enregistrements antérieurs pour le même style de cellule solaire provenant d#39autres instituts de recherche.
Les propriétés les in addition importantes d’une cellule solaire sont sa capacité à absorber la lumière et à transporter l’énergie vers une cost électrique. Pour que cela réussisse, le matériau doit être capable d’absorber une component optimale de la lumière solaire tout en évitant de gaspiller cette énergie en la convertissant en chaleur au sein de la cellule solaire.
Les cellules solaires CIGS sont constituées d#39une feuille de verre constituée de verre à vitre ordinary qui a été recouverte de plusieurs couches différentes, chacune ayant une tâche spécifique. Le matériau qui absorbe la lumière du soleil est constitué de cuivre, d’indium, de gallium et de séléniure (d’où l’acronyme CIGS), auxquels s’ajoutent de l’argent et du sodium. Cette couche est placée dans la cellule solaire elle-même, entre un contact arrière en molybdène métallique et un contact avant clear. Pour rendre la cellule solaire aussi efficace que doable dans la séparation des électrons, la couche CIGS est traitée avec du fluorure de rubidium. L#39équilibre entre les deux métaux alcalins, le sodium et le rubidium, et la composition de la couche CIGS sont essentiels au rendement de conversion, c#39est-à-dire la section du spectre solaire complet qui est convertie en énergie électrique dans la cellule solaire.
Lorsque les instituts de mesure effectuent leurs checks, ils mesurent l’efficacité des cellules solaires en utilisant une lumière filtrée qui imite le soleil en intensité et en spectre. Pendant la mesure, la cellule solaire est maintenue à une température contrôlée et les instituts indépendants s#39envoient régulièrement des cellules solaires d#39étalonnage. Pour être enregistré comme file du monde, une mesure indépendante est nécessaire, qui dans ce cas a été réalisée par l#39institut de mesure Fraunhofer ISE.
« Notre étude démontre que la technologie des couches minces CIGS constitue une different compétitive en tant que cellule solaire autonome. La technologie possède également des propriétés qui peuvent fonctionner dans d#39autres contextes, comme la cellule inférieure d#39une cellule solaire tandem », explique Edoff.
Plusieurs méthodes de mesure avancées ont été utilisées pour mieux comprendre la corrélation entre l#39efficacité et la construction de la cellule solaire : le matériau de la cellule solaire a été caractérisé par nano-XRF (spectroscopie de fluorescence X) à l#39installation MAX IV de Lund, où un une analyse minutieuse de la composition a été effectuée. La microscopie électronique à transmission (TEM) à haute résolution a été utilisée pour étudier les sections efficaces de la cellule solaire, à la fois la composition en fonction de la profondeur et la manière dont les grains cristallins sont construits, ainsi que les interfaces entre les couches. Grâce à la photoluminescence, le spectre de la lumière émise par la cellule solaire après excitation par un laser a été étudié afin de comprendre dans quelle mesure la cellule solaire prend soin des électrons en interne. Une cellule solaire qui brille fortement a une section de pertes de chaleur interne inférieure à celle d’une cellule solaire qui brille faiblement. Enfin, des méthodes de mesures électriques ont été utilisées pour analyser le dopage du matériau CIGS.
« Le fait que nous détenions désormais le record mondial signifie beaucoup pour l#39Université d#39Uppsala et pour le premier centre technologique européen de l#39énergie solaire. Pour la technologie CIGS, connue pour sa grande fiabilité, un file mondial signifie également qu#39elle peut offrir une alternative feasible pour de nouveaux programs dans par exemple les cellules solaires en tandem. Ceci est essential pour nos collègues chercheurs du monde entier. Nous espérons que les analyses des propriétés matérielles et électriques fourniront une foundation pour de nouvelles améliorations des performances », conclut Edoff.
- Nouveau record mondial : L'Université d'Uppsala détient maintenant le record mondial de génération d'énergie électrique à partir de cellules solaires CIGS avec une efficacité de 23,64%.
- Technologie des cellules solaires : Les cellules solaires CIGS sont constituées de plusieurs couches spécifiques pour absorber la lumière du soleil et convertir l'énergie en électricité.
- Recherche en cours : L'objectif est d'atteindre un rendement supérieur à 30% tout en maintenant des coûts de production raisonnables, avec un accent sur les cellules solaires tandem plus efficaces.
- Méthodes de mesure avancées : Des techniques comme nano-XRF et microscopie électronique sont utilisées pour étudier la construction des cellules solaires et améliorer leurs performances.
