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Analysis of the performance of innovative nanowire arrays with offset nanoholes Si solar cells for enhanced performance

Projektbeschreibung

Nanodrähte erhöhen Wirkungsgrad von Solarzellen

Texturierte Solarzellen, bei denen die Reflexion an der Grenzfläche zwischen Luft und Solarzelle geringer ist, waren bereits Gegenstand vieler Untersuchungen. Es gibt verschiedene Strukturierungsmuster, die zum Beispiel als Nanodrähte und -pyramiden zur Verfügung stehen. Diese regelmäßigen Muster sind jedoch in gewissem Maße frequenzabhängig und daher in ihrer Leistung nur begrenzt wirksam. Eine frühere Studie wies darauf hin, dass der Absorptionswirkungsgrad allein durch die Optimierung von Form und Periodizität der Nanodrähte um mindestens 20 % verbessert werden kann. Das EU-finanzierte Projekt SolArray wird die Muster (kreisförmige und nicht kreisförmige Nanodrähte) einschließlich der Luftlöcher innovativ miteinander kombinieren, um den Solarzellwirkungsgrad zu erhöhen. Das Projekt wird Solarzellen mit höherem Wirkungsgrad und ohne erhöhte Fertigungskosten bereitstellen und damit gleichermaßen einen Beitrag zur Agenda des Europäischen Forschungsraums leisten.

Ziel

This proposed project directly address one of the priority areas outlines in EC's Green Deal programme.
The usage of textured solar cells to reduce the reflection from the air-solar cell interface, which ultimately enhances absorption, has been widely reported. There is a large number of texturing patterns available such as: pyramids, micropillars, nanowires, nanoholes, plasmonic, etc. The most commonly used patterns have been widely studied and have reached very high levels of optimisations. Nevertheless, these regular patterns have some degree of frequency dependence and hence only a narrow wavelength range optimisation, and thus limits the overall performance. Our preliminary study suggest that absorption efficiency can be further increased by at least 20%, by simply optimising the shape and periodicity of the nanowires. This proposal introduces an innovative combination of the patterns, both circular and noncircular nanowires, additionally including air-holes which increases the solar cell efficiency. Preliminary result also shows that by introducing an offset in the air-hole position, and thus breaking the symmetry, achieves an even higher conversion efficiency, but without increasing the fabrication cost, as simple single-stage mask can be used. By doing this, the improvement on the performance is expected to affect over the whole solar wavelength spectrum. Solar cells with a higher efficiency, but without increased fabrication cost can be a game changer, in supporting UN SDG7, affordable and clean energy.
Through hands-on research, the Researcher of this project will enhance his knowledge and skills so can contribute to the European Research Area agenda.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) H2020-MSCA-IF-2020

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

CITY ST GEORGES UNIVERSITY OF LONDON
Netto-EU-Beitrag
€ 224 933,76
Adresse
NORTHAMPTON SQUARE
EC1V 0HB LONDON
Vereinigtes Königreich
Region
London Inner London — East Haringey and Islington
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 224 933,76