Het vermogen om fotonen zo lang mogelijk binnen een zonnecel te houden wordt belangrijker naarmate de wafers uit kostenoverwegingen dunner gemaakt worden. Doelstelling van dit project is een hoogefficiënte zonnecel op een zeer dunne wafer (~50 µm) waarvan de optische padlengte met light trapping technieken verlengd is met een factor 25 à 50.
Aanleiding: dikte van de wafer
De kosten van zonnecellen uit kristallijn silicium worden grotendeeld bepaald door de dikte van de wafer: hoe dikker, hoe duurder. Er is dus een tendens om de wafers zo dun mogelijk te maken. Hoe dunner echter de wafer, des te gemakkelijker gaat een foton er doorheen zonder een spanning te creëren.
Light trapping
Al langer werd er, om de efficiëntie van de PV-cel te beogen, naar wegen gezocht om elk foton zo lang mogelijk binnen het materiaal te houden:
light trapping
ofwel licht vangen. Deze technieken worden in de komende twintig jaar dat kristallijn silicium de PV-markt nog domineert, essentieel om de efficiëntie ook bij gebruik van zeer dunne wafers acceptabel te houden en verder te verbeteren. In potentie kan dit zelfs leiden tot celrendementen van rond de 24 procent voor multi-kristallijne PV-cellen op zeer dunne wafers.
Technieken voor light trapping
Bekende technieken voor
light trapping
zijn reflecterende lagen achter het materiaal of in een aantal lagen in het materiaal, en lichtbrekende optische lagen aan de voorkant. Nieuwere technieken zijn ruwe oppervlakken die invallend licht in alle richtingen verspreiden, metalen nanodeeltjes ingebed in het materiaal, en periodieke structuren (tralies) waarbij de reflectierichting van een foton afhankelijk is van de frequentie (selectiviteit). Het succes van een techniek wordt uitgedrukt in de factor waarmee de padlengte van een foton wordt verlengd ten opzichte van de dikte van de laag silicium.
State of the art
technieken halen een factor van maximaal 10.
Winst: basiskennis goedkope efficiënte zonnecellen
In dit project ontwikkelen de partners Solland Solar en TU Delft (PVMD-groep) de basis
know how
om goedkope zonnecellen te maken met een hogere efficiëntie, toepasbaar op zeer dunne wafers. Tevens zal ter demonstratie een hoogefficiënte zonnecel worden gemaakt op een zeer dunne wafer (~50 µm) waarvan de optische padlengte verlengd is met een factor 25 à 50.
|
Titel: |
Advanced light trapping for thin and highly efficiënt silicon solar cells |
|---|---|
|
Penvoerder: |
Solland Solar Cells B.V |
|
Contactpersoon: |
De heer M. Fleuster |
|
Adres: |
Bohr 10 Avantis, 6422 Rl HEERLEN |
|
Telefoonnummer: |
045 – 8800 641 |
|
E-mail: |
|
|
Website: |
|
|
Partners: |
Solland Solar Cells B.V. en Technische Universiteit Delft |
|
Looptijd: |
1 juli 2010 – 30 juni 2014 |
|
EOS-regeling: |
Lange Termijn |
|
Projectnummer: |
LT10037 |