新しい有機太陽電池が効率の世界記録を樹立

- Dec 27, 2019-

出典:scitechdaily.com


未来のソーラー工場の有機記録ソーラーモジュール

アンドレアス・ディストラー博士(ZAEバイエルン)、未来の太陽工場で有機記録太陽電池モジュールを使用。 背景には、印刷された薄膜太陽電池のパイロットラインがあります。


ニュルンベルクとエアランゲンの研究チームは、有機太陽電池モジュール(OPV)の電力変換効率の新記録を樹立しました。 Friedrich-AlexanderUniversitätErlangen-Nürnberg(FAU)、Bavarian Center for Applied Energy Research(ZAE)、およびHelmholtz InstituteErlangen-Nürnbergfor Renewable Energy(HI ERN)、ForschungszentrumJülichの科学者は、華南工業大学(SCUT)は、26平方センチの面積で12.6%の効率を持つOPVモジュールを設計しました。 9.7パーセントという以前の世界記録を30パーセント超えました。


これは、これまでに有機太陽電池モジュールで報告された最高の効率値です。 これは、フラウンホーファーISE(フライブルク)の独立認証研究所による2019年9月の標準試験条件下での認証済み校正測定によって確認されました。マルチセルモジュールは、エナジーキャンパスニュルンベルク(EnCN)のソーラーファクトリーオブザフューチャーで開発されましたバイエルン州経済省の財政支援を受けて設計および実施された、薄膜太陽光発電用のユニークなメガワットのパイロットラインを備えたコーティング研究所。



「この突破口は、バイエルン州が太陽光発電設備の進歩のリーダーであるだけでなく、将来の技術の開発において主導的地位を占めていることを示しています」とバイエルン州地域開発エネルギー省のヒューバート・アイワンガーは強調します。


有機太陽電池は通常、必要な半導体特性を備えた2つの異なる有機コンポーネントで構成されています。 エネルギーを大量に消費する溶融プロセスで製造される従来のシリコンとは対照的に、有機材料は溶液からキャリアフィルムまたはガラスキャリアに直接塗布できます。


一方で、これにより製造コストが削減され、一方で、効率が従来のシリコン太陽電池の効率にまだ匹敵していなくても、柔軟で軽量の材料の使用により、モバイルデバイスや衣服などの新しいアプリケーションが可能になります。



「有機半導体研究におけるこのマイルストーンは、16%以上の認定セル効率を備えた最新の性能開発が実験室規模に限定されず、プロトタイプモジュールのレベルにスケールアップする準備ができていることを示しています」とFAUのChristoph Brabec教授は説明します、HI ERNのディレクター、およびZAE Bayernの研究グループであるSolar Factory of the Futureの科学ディレクター。


その設計により、完全な太陽電池モジュールの効率は常に個々のセルの効率よりもわずかに低くなります。 たとえば、モジュール領域の一部は、個々のセルの相互接続に使用されるため、常に非アクティブです。 モジュール面積が増加すると、電極の電気抵抗によって生じる損失も増加します。


レコードモジュールは、12個の直列接続されたセルで構成され、95%を超える幾何学的曲線因子を持ちます。 モジュール領域のこの部分は、発電に積極的に貢献しています。 アクティブエリアに関しては、モジュールは13.2%の効率さえ達成しています。 非アクティブ領域の最小化は、「Solar Factory of the Future」で近年開発および最適化された高解像度のレーザー構造化により達成されました。