เซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมาและมีการพัฒนาในระดับที่สูงมาก อย่างไรก็ตามผลกระทบจากการรวมตัวกันใหม่ยังคงเกิดขึ้นหลังจากการดูดซับแสงแดดและการสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ของตัวพาประจุไฟฟ้า ในกระบวนการนี้ผู้ให้บริการประจุลบและประจุบวกที่สร้างขึ้นแล้วจะรวมกันและยกเลิกซึ่งกันและกันก่อนที่จะนำไปใช้สำหรับการไหลของไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ ผลกระทบนี้สามารถตอบโต้ได้ด้วยวัสดุพิเศษที่มีคุณสมบัติพิเศษ - ทู่

"ชั้นโครงสร้างนาโนของเรานำเสนอการส่งผ่านที่ต้องการได้อย่างแม่นยำ" Malte Köhlerอดีตนักศึกษาปริญญาเอกและผู้เขียนคนแรกจากสถาบันJülich Institute for Energy and Climate Research (IEK-5) ผู้ซึ่งได้รับปริญญาเอกกล่าว นอกจากนี้ชั้นที่บางเฉียบยังมีความโปร่งใสดังนั้นการเกิดของแสงจึงแทบจะไม่ลดลงเลย - และมีการนำไฟฟ้าสูง

“ ยังไม่มีแนวทางอื่นใดที่รวมคุณสมบัติทั้งสามนี้เข้าด้วยกันนั่นคือการทู่ความโปร่งใสการนำไฟฟ้า - รวมถึงการออกแบบใหม่ของเรา” ดร. Kaining Ding หัวหน้าคณะทำงานของJülichกล่าว ต้นแบบแรกของเซลล์แสงอาทิตย์Jülich TPC มีประสิทธิภาพสูงถึง 23.99 เปอร์เซ็นต์ (+ - 0.29 เปอร์เซ็นต์) ในห้องปฏิบัติการ ค่านี้ยังได้รับการยืนยันโดยห้องปฏิบัติการอิสระ CalTeC ของสถาบันวิจัยพลังงานแสงอาทิตย์ใน Hamelin (ISFH) นั่นหมายความว่าเซลล์แสงอาทิตย์ของJülich TPC ยังคงอยู่ในอันดับที่ต่ำกว่าเซลล์ซิลิกอนผลึกที่ดีที่สุดที่ผลิตในห้องปฏิบัติการจนถึงปัจจุบันเล็กน้อย แต่การจำลองแบบคู่ขนานแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพมากกว่า 26 เปอร์เซ็นต์เป็นไปได้ด้วยเทคโนโลยี TPC

"นอกจากนี้เราได้ใช้เฉพาะกระบวนการในการผลิตที่สามารถรวมเข้ากับการผลิตแบบอนุกรมได้อย่างรวดเร็วเท่านั้น" Ding เน้นย้ำถึงความได้เปรียบเหนือแนวทางการวิจัยอื่น ๆ ด้วยกลยุทธ์นี้นักวิทยาศาสตร์ของJülichได้ปูทางสำหรับการพัฒนาของพวกเขาจากห้องปฏิบัติการไปจนถึงขนาดใหญ่ในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในระดับอุตสาหกรรมโดยไม่ต้องใช้ความพยายามมากเกินไป

จำเป็นต้องมีขั้นตอนกระบวนการหลายขั้นตอนในการผลิตชั้นของเซลล์แสงอาทิตย์ TPC ในชั้นบาง ๆ ของซิลิกอนไดออกไซด์นักวิจัยได้ฝากซิลิคอนคาร์ไบด์รูปทรงพีระมิดสองชั้นไว้ที่อุณหภูมิต่างกันสองชั้น ในที่สุดชั้นโปร่งใสของอินเดียมดีบุกออกไซด์ตามมา Ding และเพื่อนร่วมงานใช้กระบวนการทางเคมีแบบเปียกการสะสมไอสารเคมี (CVD) และกระบวนการสปัตเตอริง

เพื่อความสำเร็จของพวกเขานักวิจัยของJülichจาก IEK 5 และจากJülich Ernst Ruska Center for Electron Microscopy ได้ทำงานร่วมกันอย่างใกล้ชิดกับสถาบันหลายแห่งในเนเธอร์แลนด์จีนรัสเซียและเอกวาดอร์ พันธมิตร ได้แก่ นักวิจัยจาก RWTH Aachen University, University of Duisburg-Essen, Technical Universities of Delft and Eindhoven, Universidad San Francisco de Quito, University และ Kutateladze Institute of Thermophysics ใน Novosibirsk และ Sun Yat-Sen University ในกวางโจว ในขั้นตอนต่อไปกลุ่มวิจัยของ Kaining Ding วางแผนที่จะเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์ TPC ต่อไป “ เราคาดหวังว่าผู้ผลิตเซลล์แสงอาทิตย์จะแสดงความสนใจในเทคโนโลยีของเราอย่างมาก” Ding กล่าว

บาคาร่า สมัครบาคาร่า