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Effiziente Solarzelle aus herkömmlichem Silizium

03.05.2021

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben aus klassischem einkristallinem Silizium eine Solarzelle mit einem Umwandlungswirkungsgrad von 26 % geschaffen, die zu einer Weltleistung geworden ist. Die neue Technologie ist einfacher als die zuvor vorgeschlagene Interdigitated Back Contact (IBC)-Technologie mit Kontakten auf der Rückseite der Zellen und verspricht, sich der theoretischen Grenze von Silizium bei der Umwandlung von Sonnenenergie in Strom anzunähern.

Heutzutage wird die überwiegende Mehrheit der Solarmodule aus gewöhnlichem einkristallinem Silizium hergestellt - über 90 %. Es wäre verlockend, die Effizienz solcher Paneele zu erhöhen, ohne die Technologie zu verkomplizieren und die Produktionskosten zu erhöhen. Abhilfe versprach die IBC-Technologie, bei der beide stromführenden Kontakte in den Zellen auf der Rückseite der Zelle geschaffen werden, was das Panel nicht verdeckt und eine bessere Nutzung des Volumens des Elements beim Ausknockvorgang ermöglicht Elektronen durch Photonen. Obwohl IBC-Platten in Bezug auf die Effizienz fast 26 % erreichen, ist ihre Herstellung leider ziemlich teuer, sodass sie sich als nicht beansprucht herausstellten.

Forscher am ISE konnten den Wirkungsgrad von Einkristallzellen auf andere Weise näher an 26 % heranführen und versprechen sogar, noch weiter zu gehen – einen Wirkungsgrad von 27 % bei einer theoretischen Grenze für Silizium von 29,4 % zu erreichen. Dies wurde durch die spezielle Anordnung von leitfähigen Kontakten auf beiden Seiten der Zellen erreicht, aber das sind nicht alle Änderungen.

Die neue Zelle basiert auf dem TOPCon-Kontakt, bei dem es sich um einen Tunneloxid-passivierten Kontakt handelt. Die Neuentwicklung unterscheidet sich von den heute produzierten Panels dadurch, dass der TOPCon-Kontakt nicht oben liegt, sondern entlang der gesamten Rückseite der Zelle liegt. Dieser Ansatz ermöglichte es auch, nicht die gesamte Stirnfläche mit Bor zu legieren, sondern nur stellenweise unter dem dort verbleibenden zweiten ordentlichen Kontakt, was die Herstellung vereinfachte und verbilligte. Daher erhielt die neue Zelle den Namen TOPCoRE (Element mit TOPCon-Kontakt auf der Rückseite).

Neben einem hohen Wirkungsgrad liefert das neue Element mehr Spannung, und sein Betrieb geht mit geringeren Verlusten durch Oberflächenrekombination und durch effizienten Elektronentransport einher.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Kunstleder zur Touch-Emulation 15.04.2024

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Petgugu Global Katzenstreu 15.04.2024

Die Pflege von Haustieren kann oft eine Herausforderung sein, insbesondere wenn es darum geht, Ihr Zuhause sauber zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine neue interessante Lösung vorgestellt, die Katzenbesitzern das Leben erleichtert und ihnen hilft, ihr Zuhause perfekt sauber und ordentlich zu halten. Das Startup Petgugu Global hat eine einzigartige Katzentoilette vorgestellt, die den Kot automatisch ausspülen kann und so Ihr Zuhause sauber und frisch hält. Dieses innovative Gerät ist mit verschiedenen intelligenten Sensoren ausgestattet, die die Toilettenaktivität Ihres Haustieres überwachen und nach dem Gebrauch eine automatische Reinigung aktivieren. Das Gerät wird an die Kanalisation angeschlossen und sorgt für eine effiziente Abfallentsorgung, ohne dass der Eigentümer eingreifen muss. Darüber hinaus verfügt die Toilette über einen großen spülbaren Stauraum, was sie ideal für Haushalte mit mehreren Katzen macht. Die Petgugu-Katzentoilettenschüssel ist für die Verwendung mit wasserlöslicher Streu konzipiert und bietet eine Reihe zusätzlicher ... >>

Die Attraktivität fürsorglicher Männer 14.04.2024

Das Klischee, dass Frauen „böse Jungs“ bevorzugen, ist schon lange weit verbreitet. Jüngste Untersuchungen britischer Wissenschaftler der Monash University bieten jedoch eine neue Perspektive zu diesem Thema. Sie untersuchten, wie Frauen auf die emotionale Verantwortung und Hilfsbereitschaft von Männern reagierten. Die Ergebnisse der Studie könnten unser Verständnis darüber verändern, was Männer für Frauen attraktiv macht. Eine von Wissenschaftlern der Monash University durchgeführte Studie führt zu neuen Erkenntnissen über die Attraktivität von Männern für Frauen. Im Experiment wurden Frauen Fotos von Männern mit kurzen Geschichten über deren Verhalten in verschiedenen Situationen gezeigt, darunter auch über ihre Reaktion auf eine Begegnung mit einem Obdachlosen. Einige der Männer ignorierten den Obdachlosen, während andere ihm halfen, indem sie ihm beispielsweise Essen kauften. Eine Studie ergab, dass Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten, für Frauen attraktiver waren als Männer, die Empathie und Freundlichkeit zeigten. ... >>

Elektronischer Helm für LKW-Fahrer 14.04.2024

Verkehrssicherheit, insbesondere für Fahrer schwerer Baumaschinen, hat für Ingenieure und Wissenschaftler höchste Priorität. Vor diesem Hintergrund hat das deutsche Fraunhofer-Institut für Strukturfestigkeit und Systemzuverlässigkeit ein neues Produkt vorgestellt – einen elektronischen Helm, der Fahrer beim Führen von Baufahrzeugen vor schweren Verletzungen schützen soll. Ein neuer elektronischer Helm, der von einem Team von Ingenieuren des Fraunhofer-Instituts entwickelt wurde, eröffnet neue Perspektiven für die Sicherheit von Lkw- und Baumaschinenfahrern. Das Gerät ist in der Lage, das Ausmaß der Erschütterungen im Fahrzeuginnenraum zu überwachen und den Fahrer vor möglichen Gefahren zu warnen. Grundlage der Helmfunktion ist ein eingebauter piezoelektrischer Sensor, der bei physikalischer Verformung Strom erzeugt. Dieser Mechanismus ermöglicht es dem Gerät, auf die für Baumaschinen typischen starken Vibrationen zu reagieren. Wenn die Verformung sichere Werte überschreitet, wird am Helm ein Alarmsystem aktiviert. ... >>

Antivitamine statt Antibiotika 13.04.2024

Das Problem der bakteriellen Resistenz gegen Antibiotika wird immer gravierender und stellt eine Gefahr für die wirksame Behandlung von Infektionen dar. Vor diesem Hintergrund suchen Forscher nach neuen Wegen zur Bekämpfung von Superbakterien. Eine vielversprechende Richtung ist der Einsatz von Antivitaminen, die antibakteriell wirken können. Obwohl Antivitamine als das Gegenteil von Vitaminen bekannt sind, haben sie sich als vielversprechendes Mittel im Kampf gegen bakterielle Antibiotikaresistenzen erwiesen. Eine von Wissenschaftlern der Universität Göttingen in Deutschland durchgeführte Studie bestätigte ihr Potenzial bei der Entwicklung neuer Medikamente zur Bekämpfung gefährlicher Infektionen. Angesichts der Zunahme antibiotikaresistenter Superbakterien besteht die Notwendigkeit, alternative Behandlungsmethoden zu finden. Antivitamine sind Moleküle, die den Vitaminen ähneln, aber die bakterielle Aktivität hemmen können, ohne den menschlichen Körper zu schädigen. Derzeit kennt die Wissenschaft nur drei Antivitamine: Rose ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Auftanken durch den Asphalt 01.03.2004

Die Behörden von Genua (Italien) haben im Kampf gegen die Abluftverschmutzung beschlossen, einen batterieelektrischen Bus auf einer der Strecken im Zentrum einzusetzen.

Die Wahl fiel auf die neuen Busse des italienischen Unternehmens Eco Power Technology, die an den Endhaltestellen kabellos aufgeladen werden. Auf der 2400 Meter langen Strecke verkehren drei Elektrobusse. An der Endhaltestelle, wo der Bus etwa alle 20 Minuten ankommt, ist eine Induktionsspule mit einem Meter Durchmesser in den Asphalt eingelassen, in der ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 20 Kilohertz zirkuliert.

Dieselbe Spule wird unter dem Boden des Autos abgesenkt, und der Abstand zwischen ihnen kann bis zu 40 Zentimeter betragen. Ein Monitor im Fahrerhaus zeigt dem Fahrer, wie genau die beiden Spulen zusammenpassen. Das Aufladen dauert 10 Minuten. Regen und Schnee stören die Energieübertragung nicht.

Zuvor wurde dasselbe System in einer der Städte Neuseelands eingeführt, und nach Genua wird Turin es vielleicht übernehmen.

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