InPナノワイヤ配列太陽電池は,光線光学限界を超えて13.8%の効率を達成しました
Jesper Wallentin1, Nicklas Anttu, Damir Asoli
1Solid State Physics, Lund University, Lund, Sweden.
Science (New York, N.Y.)
|January 19, 2013
まとめ
インジウム酸化物 (InP) ナノワイヤの太陽電池は13.8%の効率を達成し,平面電池と競合する. 最適化されたナノワイヤの寸法は,光の吸収とキャリアの収集を強化し,費用対効果の高い太陽光発電の材料の使用を削減します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー
背景:
- 平面型太陽電池は,コストと材料使用の制限に直面しています.
- ナノワイヤベースの太陽光発電は,消費量を削減する可能性を秘めているが,効率性に問題がある.
研究 の 目的:
- 光伏アプリケーションのためのインジウムリン化物 (InP) ナノワイヤ配列の性能を調査する.
- ナノワイヤ太陽電池の効率に影響を与える重要な構造パラメータを特定する.
主な方法:
- p型/内在型/n型 (p-i-n) ドーピングされたInPナノワイヤ配列の製造.
- ナノワイヤの直径とnセグメントの長さの体系的な変化.
- 光吸収とキャリア収集効率の特徴.
主要な成果:
- 13.8%のパワー変換効率を達成し,記録平面のInPセルと比較することができます.
- 180nm直径のナノワイヤで共振光を捕まえて,表面の12%しかカバーしていないことが実証されました.
- フォト電流変換の割合が71%と観測され,理論上の限界を大幅に超えた.
- 0.906Vのオープン回路電圧を達成し,表面と体積の比率が高いにもかかわらず,平面のInPセルを上回りました.
結論:
- ナノワイヤの直径とnセグメントの長さは,InPナノワイヤの太陽電池性能にとって非常に重要です.
- 最適化されたナノワイヤの設計は,ライトトラッピングとキャリア収集の強化によって高効率性を可能にします.
- InPナノワイヤの太陽光発電は,平面太陽電池の有望で材料効率の良い代替品です.
