"PV-Anlagen taugen nichts, da die sowieso nie über 20% Wirkungsgrad kommen..." - Eine spanische Arbeitsgruppe hat jetzt erstmalig einen Wirkungsgrad von 60% erreicht! Auf jedem Dach so eine PV-Anlage (privat, gewerblich & industriell) und wir hätten ein paar (nicht alle!) Probleme weniger
Abstract:
Supersaturated GaP is of interest for the photovoltaic field since optical transitions at energies below the bandgap (2.26 eV) could enhance the overall device efficiency up to theoretically 60%. We have previously demonstrated that Ti supersaturated GaP can be obtained by means of ion implantation and pulsed-laser melting with high structural quality and measured its below-bandgap photoconductivity. In this work we report the first results of a GaP:Ti based photovoltaic device. We have fabricated and measured photovoltaic devices with a GaP:Ti absorber layer showing enhanced external quantum efficiency at wavelengths above 550 nm. Also, we have measured the absorption coefficient (around 104 cm−1) and refractive index of this absorber layer. Finally, current-voltage curves in darkness were measured and analyzed using a two-diodes model, showing improvable characteristics. Ideas to enhance the properties of the devices are suggested.
Übersetzung:
Übersättigtes GaP ist für den Photovoltaikbereich von Interesse, da optische Übergänge bei Energien unterhalb der Bandlücke (2,26 eV) die Gesamteffizienz des Geräts theoretisch auf bis zu 60 % steigern könnten. Wir haben zuvor gezeigt, dass Ti-übersättigtes GaP mittels Ionenimplantation und gepulstem Laserschmelzen mit hoher struktureller Qualität erhalten werden kann und seine Photoleitfähigkeit unterhalb der Bandlücke gemessen. In dieser Arbeit berichten wir über die ersten Ergebnisse eines auf GaP:Ti basierenden Photovoltaikgeräts. Wir haben Photovoltaikgeräte mit einer GaP:Ti-Absorberschicht hergestellt und gemessen, die eine verbesserte externe Quanteneffizienz bei Wellenlängen über 550 nm zeigen. Außerdem haben wir den Absorptionskoeffizienten (etwa 10^4 cm−1) und den Brechungsindex dieser Absorberschicht gemessen. Schließlich wurden Strom-Spannungs-Kurven im Dunkeln gemessen und unter Verwendung eines Zwei-Dioden-Modells analysiert, wobei verbesserungsfähige Eigenschaften festgestellt wurden. Ideen zur Verbesserung der Eigenschaften der Geräte werden vorgeschlagen.
Quelle:
J. Olea, J. Gonzalo, J. Siegel, A.F. Braña, G. Godoy-Pérez, R. BenÃtez-Fernández, D. Caudevilla, S. Algaidy, F. Pérez-Zenteno, S. Duarte-Cano, A. del Prado, E. GarcÃa-Hemme, R. GarcÃa-Hernansanz, D. Pastor, E. San-Andrés, I. Mártil, Optoelectronic properties of GaP:Ti photovoltaic devices, Materials Today Sustainability, Volume 28, 2024, 101008,
Webseite dazu: New solar cell design could convert 60% of sunlight into energy (interestingengineering.com)