Tutkijat yrittävät kehittää uudenlaisia rakenteita, jotta mahdollisimman suuri osa auringonvalosta saataisiin muunnettua sähkövirraksi. Bangladeshilaiset tutkijat väittävät kehittäneensä hybridikennon, jonka hyötysuhde olisi 38,39 prosenttia.
Kyse on ns. tandemkennosta, jossa toinen kerros on perovskiittia ja toinen kuparista, indiumista, galliumista ja seleniumista (CIGS) koostuva ohutkalvo. Täysin orgaanisessa kennossa jännite on saatu 2,48 volttiin, mikä on ennenkuulumatonta.
Uuden rakenteen väitetään pystyvän saavuttamaan 38,39 prosentin hyötysuhteen muunnoksessa. Rakenne koostuu yläkennosta, jossa käytetään perovskiittimateriaalista valmistettua absorboijaa, joka tunnetaan nimellä CsGe0.5Sn0.5I3, ja pohjakennosta, joka perustuu CIGS-kalvoon. Niiden rakenteelliset parametrit on optimoitu yhdessä parhaan mahdollisen tehokkuuden saavuttamiseksi.
Aivan kaupallista tekniikka ei vielä ole. Eikä rakennetta ole saatu vielä valmistettuakaan. Ennätyshyötysuhde perustuu nimittäin simulaation laskelmiin. Tutkijat käyttivät Gentin yliopiston Belgiassa kehittämää SCAPS-1D-kapasitanssiohjelmistoa, joka on ohutkalvoisten aurinkokennojen simulointityökalu. Se simuloi erikseen optimoitujen pohja- ja yläkennojen suorituskykyä.
Tunnistaakseen optimaalisen paksuuden yläkennon absorboijalle tutkijat muuttivat kerroksen paksuutta 100 nanometristä 1000 nanometriin. Simulaatio kertoi, että tehokkuus kasvaa asteittain 100 nanometristä ylöspäin ja saavuttaa parhaan arvonsa 1000 nanometrissä.
Simulaation perusteella ylä- ja alakennot voivat saavuttaa potentiaalisen hyötysuhteen 24,656 % ja 25,062 %. Ylemmässä kerroksessa jännite oli 1,4885 V ja alakennossa 1,0006 V.
Tutkimus on julkaistu Heliyon-tiedelehdessä.
Kuva: Bing Image Creator