211service.com
IBM bryter effektivitetsmärket med nytt solenergimaterial
IBM säger att de har gjort tekniska framsteg med en solteknik som forskare hoppas ska ge effektiva tunnfilmssolceller gjorda av rikligt med material.
IBM-forskare arbetade med det japanska tunnfilmssolföretaget Solar Frontier för att få högre solenergieffektivitet för solceller gjorda av rikligare material än nuvarande tunnfilmsceller. Kredit: IBM Research
IBMs solcellsforskare Teodor Todorov och David Mitzi på fredagen detaljerade resultaten av ett papper som visade den högsta effektiviteten hittills för solceller gjorda av en kombination av koppar, zink, tenn och selen (CZTS). Publicerad i Advanced Energy Materials, den tekniska artikeln beskrev en CZTS-solcell som kan omvandla 11,1 procent av solenergin till elektricitet.
Den effektivitetsnivån är ett betydande hopp från de 10,1 procent effektivitet Mitzi och kollegor visade förra året. (Se, Effektivitet solceller från billigare material). Tidningen hävdar också att CZTS-solceller skulle kunna uppnå tillräckligt höga effektiviteter för att göra dem kommersiellt gångbara.
Benchmark-CZTS som den IBM-ledda forskargruppen eftersträvar är CIGS, solceller gjorda av koppar, indium, gallium och selen. I kommersiella produkter är effektiviteten för dessa celler cirka 12 procent i solpaneler och 20 procent i labb. Om CZTS kunde komma till 15 procents effektivitet kan det börja tränga undan CIGS, säger Mitzi.
Det finns ingen grundläggande anledning till att vi känner till varför vi inte kan uppnå samma effektivitet med CZTS som vi gör med CIGS, säger han. Det är ett av de viktigaste målen för fältet för nästa år eller två.
Att utveckla ett alternativ till CIGS drivs inte så mycket av kostnaden som tillgången på råmaterialet för att tillverka celler, förklarade Mitzi. Gallium och indium, som används i produktion av platta paneler, kan bli begränsade när solvolymerna ökar. Mycket av produktionen av dessa element är centrerad i Kina, tillade han.
Att ersätta dessa element med mer rikligt med koppar och tenn i CZTS-celler har potential att leverera 500 gigawatt solenergi, många gånger mer än CIGS, enligt tidningen. Forskarna har försökt ersätta selen med mer rikligt svavel för att ta itu med materialtillgängligheten.
Att ha CZTS matcha CIGS på effektivitet inom fem år är en rimlig tidshorisont, sa Mitzi. IBM arbetar med solenergiföretag i forskningen, inklusive Japan-baserade Solar Frontier, som installerade 577 megawatts CIGS-paneler förra året, enligt GTM Research .
Solcellstillverkare har utvecklat tunnfilmssolpaneler eftersom de lovar att bli billigare. Men kostnaderna för de nuvarande kiselsolprocesserna har sjunkit brant under de senaste tre åren. (Se, The Dog Days of Solar ).
Det har fått tunnfilms kostnadsfördelar att minska. Men det finns ett antal forskargrupper som arbetar med CZTS med sikte på långsiktighet. Vi bygger en förståelse för vad vi behöver fixa och åtgärda för att få högre prestanda, säger Mitzi.