Forscher entwickeln flexible monokristalline Silizium-Solarzellen

Bericht vom 25. Mai 2023

Dieser Artikel wurde gemäß dem Redaktionsprozess und den Richtlinien von Science X überprüft. Die Redakteure haben die folgenden Attribute hervorgehoben und gleichzeitig die Glaubwürdigkeit des Inhalts sichergestellt:

faktengeprüft

peer-reviewte Veröffentlichung

vertrauenswürdige Quelle

Korrekturlesen

von Bob Yirka, Tech Xplore

Ein großes Team von Technologen, die mit mehreren Institutionen in China verbunden sind, hat in Zusammenarbeit mit zwei Kollegen aus Deutschland und zwei weiteren aus Saudi-Arabien einen Weg gefunden, flexible monokristalline Silizium-Solarzellen herzustellen. In ihrer Studie, über die in der Fachzeitschrift Nature berichtet wurde, entwickelte und testete die Gruppe ein neues Verfahren. Die Herausgeber von Nature haben in derselben Zeitschriftenausgabe auch ein Forschungsbriefing veröffentlicht, in dem sie die Arbeit des Teams an diesem neuen Projekt darlegen.

Solarzellen gibt es schon seit mehr als einem halben Jahrhundert und sie liefern Strom für eine Vielzahl sauberer Energieanwendungen. Bisher basieren sie jedoch in fast allen Fällen auf der Verwendung flacher, starrer Solarzellen, sodass sie nur für eine begrenzte Anzahl von Anwendungen geeignet sind. Seit vielen Jahren warten Wissenschaftler, Anwendungsentwickler und Endverbraucher auf die Entwicklung flexibler Solarmodule, die genauso effizient und langlebig sind wie starre. In diesem neuen Projekt berichtet das Forschungsteam über eine Möglichkeit, ein solches Produkt zu entwickeln.

Das Team begann damit, Simulationen von Ideen durchzuführen, um zu sehen, ob sich diese umsetzen könnten. Sie entwickelten zwei Techniken zur Behandlung der Halbleitermaterialien, die zur Herstellung von Solarmodulen verwendet werden: Die erste war ein nasschemischer Prozess, während die zweite ein trockener, plasmabasierter Prozess war.

In realen Tests haben sie bewiesen, dass sie zur Herstellung dünner, flexibler Panels verwendet werden können – leider litten beide unter übermäßigem Reflexionsvermögen. Die mikroskopische Analyse ergab, dass das Problem auf mikroskopische Risse zwischen pyramidenförmigen Unebenheiten zurückzuführen war, die während der Bearbeitung auf der Oberfläche der Platten entstanden waren. Das Team fand dann einen Weg, die Unebenheiten und Kanäle zu mildern, die sich zwischen den Kanten bildeten, wo sich Risse bildeten. Weitere Tests zeigten, dass sich immer noch Risse bildeten, die Platte jedoch nie brach, sodass sich die Zelle biegen und weiterhin verwendbar bleiben konnte.

Die daraus resultierenden Geräte, die aus den biegsamen Zellen hergestellt wurden, waren genauso effizient und langlebig wie die nicht biegsamen Zellen. Das Forschungsteam fand außerdem heraus, dass die Zellen problemlos in Massenproduktion hergestellt werden könnten. Und weil sie viel leichter sind als herkömmliche Solarzellen, bieten sie viel mehr Anwendungsmöglichkeiten.

Mehr Informationen: Wenzhu Liu et al., Flexible Solarzellen auf Basis faltbarer Siliziumwafer mit stumpfen Kanten, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-023-05921-z

Flexible Solarzellen aus kristallinem Silizium, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-01357-7

© 2023 Science X Network