Panouri solare de siliciu mai bune

Cercetătorii de la National Renewable Energy Laboratory (NREL) al Departamentului de Energie al SUA&și Colorado School of Mines aplică o nouă tehnică pentru a identifica defectele celulelor solare din siliciu care provoacă o scădere a eficienței. Lecțiile învățate la nivel atomic ar putea duce la îmbunătățiri ale modului în care producătorii își întăresc produsele împotriva a ceea ce este cunoscut sub numele de degradare indusă de lumină.

Degradarea indusă de lumină, sau LID, reduce eficiența celulelor solare cu siliciu cu aproximativ 2%, ceea ce se adaugă la o scădere semnificativă a puterii de producție pe durata de viață de 30 până la 40 de ani a tehnologiei desfășurate în domeniu. Celulele solare realizate din siliciu reprezintă mai mult de 96% din piața globală, iar cel mai frecvent utilizat semiconductor folosit la fabricarea acestor celule este fabricat din siliciu dopat cu bor. Dar siliciul dopat cu bor este susceptibil la LID, așa că producătorii au dezvoltat metode de stabilizare a modulelor solare.

Fără o înțelegere a defectelor la nivel atomic, cercetătorii au spus că este imposibil de prezis stabilitatea acelor module.

& quot;Unele module sunt stabilizate complet. Unele dintre ele sunt doar pe jumătate stabilizate," a spus Abigail Meyer, Ph.D. candidat la Mine și cercetător la NREL. Ea este autorul principal al unei noi lucrări care detaliază eforturile de a identifica sursa fenomenului LID. Articolul,"Atomic Structure of Light-Induced Efficiency-Degrading Defect in Boron-Doped Czochralski Silicon Solar Cells," apare în jurnalAmplificator de energie &; Știința Mediului.

Co-autorii ei sunt Vincenzo LaSalvia, William Nemeth, Matthew Page, David Young, Paul Stradins, toți de la NREL; Sumit Agarwal, Michael Venuti și Serena Eley, care sunt din Mines; și P. Craig Taylor, un profesor pensionar de mine, care a consultat cu privire la cercetare.

Stradins, un om de știință principal și lider de proiect în cercetarea fotovoltaică a siliciului la NREL, a spus că problema LID a fost studiată de zeci de ani, dar natura microscopică exactă a cauzelor degradării nu a fost determinată. Cercetătorii au ajuns la concluzia, prin experimente indirecte și teorie, că problema scade atunci când se folosește mai puțin bor sau când este prezent mai puțin oxigen în siliciu.

Colaborarea dintre NREL și cercetătorii Mines s-a bazat pe rezonanța paramagnetică electronică (EPR) pentru a identifica defectele responsabile pentru LID. Pentru prima dată, examinarea microscopică a evidențiat o semnătură distinctă a defectului, deoarece celulele solare ale probei au devenit mai degradate de lumină. Semnătura defectului a dispărut când oamenii de știință au aplicat empiric"regenerare" proces de vindecare a LID pe care industria l-a adoptat. Spre surprinderea lor, cercetătorii au găsit și un al doilea,"& quot; Semnătura EPR afectată de expunerea la lumină, implicând mult mai mulți atomi dopanți decât există defecte LID. Ei au emis ipoteza că nu toate modificările atomice induse de lumină duc la LID.

Tehnicile dezvoltate pentru a studia LID pot fi extinse pentru a dezvălui alte tipuri de defecte degradante în celulele solare cu siliciu și în alte materiale semiconductoare utilizate în fotovoltaice, inclusiv telurura de cadmiu și perovskiții, au observat oamenii de știință.

Biroul de tehnologii pentru energie solară din cadrul Departamentului de Energie a finanțat cercetarea.