About / Advertise
Ju längre väg en foton studsar genom en solcell desto större är chansen att den slår loss en elektron och då alstrar elektrisk ström. Forskare vid Caltech har tagit fram ett billigt material för solceller som bygger på denna princip.
Principen att försöka stänga in fotoner i solceller är inte ny – de flesta som säljs på marknaden har någon form av antireflexbehandling för just detta syfte. Men dagens produkter kräver mycket kisel och görs i dyra processer.
Ett forskarlag vid Caltech under ledning av Harry Atwater har valt en annan väg, skriver tidningen Technology Review. De har tagit fram ett material där ljusabsorberande mikrotrådar i kisel samsas med ljusreflekterande nanopartiklar i aluminium, allt inbäddat i en polymer. Tidiga beräkningar indikerar att detta material skulle kunna ge solceller med en verkningsgrad på 15–20 procent, alltså fullt i klass med de bästa på marknaden idag. Samtidigt används bara någon hundradel så mycket material som i dagens solceller, vilket kan ge rejäla kostnadsfördelar.
Kiselmikrotrådarna tillverkades genom att under kontrollerade omständigheter kyla en gas på ytan av ett substrat. Utformningen av substratet bestämmer trådarnas tjocklek och hur tätt de tillåts växa. Därefter får trådarna en antireflexbehandling, och täcks av en polymer uppblandad med aluminiumpartiklar i nanostorlek. När polymeren härdat kan alltihop skalas av från substratet, som kan återanvändas. Polymeren, som är en billig komponent, utgör 90 procent av materialåtgången.
Gruppen har ännu inte publicerat några detaljer om materialets prestanda, men har visat att dess kompositsolcell har bra värden för ljusabsorbering och elektrongenerering.
– En solcell ska göra tre saker – absorbera ljus, samla alla elektroner och generera ström. Vårt material kan absorbera 85 procent av inkommande solljus, och 95 procent av fotonerna i detta ljus kommer att alstra en elektron, berättar Harry Atwater för Technology Review.
Han vill dock inte avslöja hur mycket elektricitet som alstras förrän de vetenskapliga resultaten är publicerade. Före dess vill gruppen också ta fram en prototyp som är minst hundra gånger större än dagens kvadratcentimeterstora demonstrator.
