Большой, крыша фотогальванические множества производят электричество от обвинений, перемещающихся вертикально. Новые, маленькие клетки, описанные сегодня (3 августа 2016) в журнале Advanced Materials Technologies, захватывают ток от обвинений движущийся от стороны к стороне, или со стороны. И они производят значительно больше энергии, чем другие поперечные солнечные системы.
Солнечные батареи ответвления нового поколения обещают быть следующей большой вещью для компактных устройств, потому что подготовка электродов горизонтально позволяет инженерам обходить традиционный процесс фальсификации солнечной батареи: трудная задача прекрасного выравнивания многократных слоев материала клетки друг на друге.«С точки зрения фальсификации всегда будет легче сделать бок о бок структуры», говорит Хунжуй Цзян, преподаватель Висконсинского университета в Мадисоне электротехники и вычислительной техники и соответствующего автора на бумаге. «Нисходящие структуры должны быть сделаны в многократных шагах и затем выровнены, который очень сложен в мелких масштабах».Боковые солнечные батареи также предлагают инженерам большую гибкость в выборе материалов.
Нисходящие фотогальванические клетки составлены из двух электродов, окружающих полупроводника как куски хлеба вокруг мяса в сэндвиче. Когда свет поражает главную часть, путешествия обвинения посредством заполнения к нижнему слою и создает электрический ток.
В нисходящей договоренности один слой должен делать две работы: Это должно впустить свет и передать обвинение. Поэтому материал для одного электрода в типичной солнечной батарее должен быть не только очень прозрачным, но также и электрически проводящим. И очень немного веществ выполняют обе задачи хорошо.
Вместо того, чтобы строить его сэндвич солнечной батареи один слой за один раз, группа Цзяна создала плотно упакованный, бок о бок множество миниатюрных электродов сверху прозрачного стекла. Получающаяся структура – сродни ценности всей буханки хлеба сэндвичей солнечной батареи, встающих боком на ясной пластине – отделяет получающие свет и проводящие обвинение функции между этими двумя компонентами.
Обычно синтезирование таких поперечных сэндвичей не является никаким простым вопросом. Другие подходы, которые полагаются на сложные внутренние нанопроводы или дорогие материалы, названные перовскитами, терпят неудачу в отношении многократных мер качества солнечной батареи.
«Мы легко побеждаем все другие боковые структуры», говорит Цзян.Существующая вершина – солнечных батарей нового поколения ответвления-линии преобразовывает просто 1,8 процента поступающего света в полезное электричество. Группа Цзяна почти утроила ту меру, достигнув эффективности на 5,2 процентов.
«В других структурах большой объем идет потраченный впустую, потому что нет никаких электродов, или электродам не соответствуют», говорит Цзян. «Технология, которую мы разработали, позволяет нам делать очень компактные боковые структуры, которые используют в своих интересах полный объем».Упаковка такого количества электродов в такой небольшой объем повысила устройства, «заполняют факторы», метрика, связанная с максимальной достижимой властью, напряжением и током. Реализованные структуры заполняют факторы до 0,6 – более двух раз продемонстрированный максимум для других боковых солнечных батарей нового поколения.
Цзян и коллеги работают, чтобы сделать их солнечные батареи еще меньшими и более эффективными, исследуя материалы, которые далее оптимизируют прозрачность и проводимость. В конечном счете они планируют развивать небольшую, гибкую солнечную батарею, которая могла предоставить власть электрически настраиваемой контактной линзе.