Солнечные модули на основе кремния доминируют на современном рынке. Однако они дороги и имеют высокий углеродный след.
Появляется новое поколение модулей, изготовленных с использованием соединения под названием теллурид кадмия (CdTe), и было установлено более 25 ГВт.
Под эффективностью солнечных панелей понимается способность панелей преобразовывать солнечную энергию в электрическую.
Эксперты стремятся повысить эффективность модулей CdTe, поскольку он потенциально может быть конкурентоспособным с точки зрения эффективности, но себестоимость производства ниже, чем у модулей на основе кремния с использованием монокристаллического кремния (c-Si).
утилизированные модули CdTe. Углеродный след CdTe также вдвое меньше, чем у модулей c-Si, и это обеспечивает переработку отходов.
Эффективность необработанного CdTe очень низка, обычно всего около 1%. Однако при обработке CdTe хлором (в том числе обработке CdTe хлоридом кадмия при температуре 420°С в течение 20 минут) его эффективность резко возрастает. Рекордный КПД батареи составляет 22%.
Доктор Пуджа Годдардард и профессор Роджер Смит из Университета Лафборо, а также доктор Питер Хаттон и доктор Майкл Уоттс (аспиранты Университета Лафборо) впервые смоделировали механизм, с помощью которого хлор повышает эффективность CdTe.
Исследование проводилось в сотрудничестве с экспериментальной исследовательской группой профессора Майка Уоллса из Технологического центра возобновляемых источников энергии Лафборо (CREST).
Результаты исследования, опубликованные сегодня в журнале Nature Communications, могут улучшить понимание того, как хлор может улучшить электрические характеристики, и привести к дальнейшим корректировкам, ведущим к более высокой эффективности (> 25%). Это поможет солнечным модулям CdTe производить более дешевую электроэнергию.
Пытаясь понять, почему хлор может повысить эффективность, основное наблюдение предыдущих исследований заключалось в том, что дефекты (так называемые «дефекты штабелирования») устранялись после обработки хлором.
Долгое время считалось, что устранение дефектов упаковки является причиной повышения эффективности. Однако теоретические расчеты команды Лафборо показывают, что дефекты упаковки не влияют на эффективность ячейки.
Предыдущие исследования команды показали, что, наоборот, именно области материала, называемые «границами зерен», то есть кристаллы в разных направлениях соединяются вместе, что приводит к низкой эффективности батареи.
В своем последнем исследовании команда доктора Годдарда использовала методы квантовой механики, чтобы понять роль хлора в повышении эффективности и устранении ошибок штабелирования.
Границы зерен очень сложны и полны дефектов, которые могут действовать как ловушки электронов (субатомные частицы, являющиеся основными переносчиками электричества в твердом теле), делая эти области «активными».
В процессе, называемом «пассивация», хлор может инактивировать некоторые ловушки и сделать границы зерен менее активными, тем самым увеличивая эффективность CdTe.
Новая статья показывает, что если в границах зерен достаточно хлора, это запустит каскадный механизм, тем самым устраняя дефекты упаковки в структуре.
«Хотя исчезновение дефектов упаковки не является причиной повышения эффективности, если они исчезнут, это сигнал о том, что батарея CdTe будет иметь хорошие характеристики. Такого никогда раньше не было», - спросили доктора Годдарда. Важность бумаги.
Она продолжила: «Мы рады опубликовать нашу работу в Nature Communications, которая демонстрирует нашу гипотезу о том, как хлор может не только повысить эффективность батарей CdTe, но и устранить ключевые недостатки.
«Следующим шагом будет рассмотрение того, как еще больше повысить эффективность >25% за счет легирования CdTe другими элементами. Наше дальнейшее сотрудничество с CREST также будет направлено на оптимизацию интерфейса между CdTe и точкой CdTe.
«Каждое небольшое повышение эффективности означает, что технология стала более конкурентоспособной по сравнению с нынешней кремниевой технологией».
Если вы столкнулись с орфографическими ошибками, неточностями или хотите отправить запрос на редактирование содержимого этой страницы, воспользуйтесь этой формой. Для общих вопросов, пожалуйста, используйте нашу контактную форму. Для получения общего отзыва используйте раздел общественного обсуждения ниже (следуйте инструкциям).
Ваше мнение очень важно для нас. Однако из-за большого объема новостей мы не гарантируем личный ответ.
Ваш адрес электронной почты используется только для того, чтобы сообщить получателю, кто отправил электронное письмо. Ни ваш адрес, ни адрес получателя не будут использоваться для каких-либо других целей. Введенная вами информация появится в вашем электронном письме, и Tech Xplore не сохранит ее ни в какой форме.
Этот веб-сайт использует файлы cookie для облегчения навигации, анализа использования вами наших услуг, сбора данных для персонализации рекламы и предоставления контента от третьих лиц. Используя наш веб-сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу политику конфиденциальности и условия использования.
