Kilde: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) med det organiske solcellemodul på fremtidens solfabrik. I baggrunden pilotlinjen til trykte tyndfilm-fotovoltaik.
Et forskerteam fra Nürnberg og Erlangen har sat en ny rekord for effektkonvertering effektiviteten af organiske fotovoltaiske moduler (OPV). Forskerne fra Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg (FAU), Bavarian Center for Applied Energy Research (ZAE) og Helmholtz Institute Erlangen-Nürnberg for Renewable Energy (HI ERN), en filial af Forschungszentrum Jülich, i samarbejde med Forsikungszentrum Jülich South China University of Technology (SCUT), designet et OPV-modul med en effektivitet på 12,6 procent over et areal på 26 kvadratcentimeter. Den tidligere verdensrekord på 9,7 procent blev overskredet med 30 procent.
Dette er den højeste effektivitetsværdi, der nogensinde er rapporteret for et organisk fotovoltaisk modul. Det blev bekræftet af en certificeret kalibreret måling under standardtestforhold af det uafhængige certificeringslaboratorium fra Fraunhofer ISE (Freiburg) i september 2019. Multicelle-modulet blev udviklet ved fremtidens solfabrik på Energie Campus Nürnberg (EnCN) i et coatinglaboratorium med en unik megawatt-pilotlinie til tyndfilm-fotovoltaik, som blev designet og implementeret med økonomisk støtte fra det bayerske økonomiministerium.
”Dette gennembrud viser, at Bayern ikke kun er førende inden for fremme af fotovoltaiske installationer, men også indtager en førende position i udviklingen af fremtidige teknologier,” understreger Hubert Aiwanger, den bayerske statsminister for økonomiske anliggender, regionaludvikling og energi.
Organiske solceller består normalt af to forskellige organiske komponenter, der har de nødvendige halvlederegenskaber. I modsætning til konventionelt anvendt silicium, der fremstilles ved energiintensive smelteprocesser, kan organiske materialer påføres direkte fra opløsninger på en bærefilm eller glasbærer.
På den ene side reducerer dette produktionsomkostningerne, på den anden side gør brugen af fleksible, lette materialer mulighed for nye anvendelser, såsom mobile enheder eller beklædning, selvom effektiviteten endnu ikke kan sammenlignes med traditionelle siliciumsolceller.
"Denne milepæl i organisk halvlederforskning viser, at den seneste ydeevneudvikling med certificeret celleeffektivitet på over 16 procent ikke er begrænset til laboratorieskala, men klar til at skaleres op til niveauet for prototypemoduler," forklarer professor Christoph Brabec fra FAU , direktør ved HI ERN, og videnskabelig direktør for Solar Factory of the Future, en forskningsgruppe for ZAE Bayern.
På grund af deres design er effektiviteten af komplette fotovoltaiske moduler altid lidt lavere end for individuelle celler. En del af modulområdet er for eksempel altid inaktiv, da det bruges til sammenkobling af de enkelte celler. Med et stigende modulområde øges også tabene forårsaget af elektrodenes elektriske modstand.
Registreringsmodulet består af tolv serielt forbundne celler og har en geometrisk fyldningsfaktor på over 95 procent. Denne del af modulområdet bidrager aktivt til strømproduktionen. Med hensyn til det aktive område opnår modulet endda en effektivitet på 13,2 procent. Minimering af inaktive områder blev opnået gennem laseropbygning i høj opløsning, som udviklet og optimeret i de senere år på "Fremtidens solfabrik."
