Vitenskapsfolk fra firmaet Oxford PV har satt verdensrekord ved å klemme hele 29,52 prosents effektivitet ut av en såkalt tandemsolcelle som består av silisium og det billige mineralet perovskitt.
En solcelles effektivitet er et uttrykk for evnen til å gjøre solens energi om til elektrisitet. En del av sollyset reflekteres eller går til spille som varme, mens resten absorberes i solcellene og blir til strøm.
Den nye tandemsolcellen kan med andre ord gjøre om nesten 30 prosent av solens lys til strøm. Til sammenligning ligger effektiviteten av vanlige solceller på markedet i dag sjelden over 20 prosent.
Rekorden ble satt bare uker etter at en tysk forskergruppe fra forskningsinstituttet Helmholtz-Zentrum Berlin satte rekord med 29,15 prosents effektivitet i en lignende solcelle.
Fotoner fra solen trekker strøm ut av solceller
De nye solcellenes høye effektivitet skyldes den spesielle tandemkonstruksjonen, der et lag silisiumsolceller kombineres med en tynn film av perovskitt.
En solcelle består vanligvis av tre lag, der et nøytralt lag ligger i en sandwich mellom to lag som har henholdsvis overskudd og underskudd av elektroner. Når lagene settes sammen, beveger de overskytende elektronene seg mot laget der det er underskudd. Det skaper et elektrisk felt i det nøytrale laget.
🎬 Se hvordan solceller virker:
Når sollys treffer solcellen, kolliderer fotonene med elektroner, som blir slått løs. De frie elektronene begynner å bevege seg i overensstemmelse med det elektriske feltet mot laget der det er underskudd, og det skaper en elektrisk strøm.
Men det er ikke alle fotoner som har den rette energien til å slå løs elektroner. Hvis et foton har et energinivå som ligger over eller under et gitt materiales såkalte båndgap, kan den ikke slå løs elektroner.
Perovskitt høster det sterkeste lyset
Her kommer perovskitt inn i bildet. Mineralet har nemlig en høyere båndgap enn silisium. Mens silisium er egnet til å fange opp energien fra de svakere delene av lysets spektrum – det røde og infrarøde lyset – er perovskitt godt egnet til å utnytte sterkere ultrafiolette og synlige deler av lyset.
Perovskitt finnes i store mengder i naturen, og det er billig å utvinne. Dessuten sier forskerne fra Oxford PV at de snart er klare til masseproduksjon.
Faktisk skulle solcellene allerede ha vært på markedet i 2021, men det satte COVID-19 en stopper for. Så nå forventer de en lansering i løpet av 2022.