По-добри силициеви слънчеви панели

Изследователи от Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) на Министерството на енергетиката на САЩ&и Минното училище в Колорадо прилагат нова техника за идентифициране на дефекти в силициевите слънчеви клетки, които причиняват спад в ефективността. Уроците, научени на атомно ниво, биха могли да доведат до подобрения в начина, по който производителите укрепват своите продукти срещу това, което е известно като разграждане, предизвикано от светлина.

Деградацията, предизвикана от светлина, или LID, намалява ефективността на силициевите слънчеви клетки с около 2%, което добавя значителен спад в мощността през 30- до 40-годишния живот на технологията, внедрена в областта. Слънчевите клетки, направени от силиций, представляват повече от 96% от световния пазар, а най-често използваният полупроводник, използван при производството на тези клетки, е направен от легиран с бор силиций. Но легираният с бор силиций е податлив на LID, така че производителите са разработили методи за стабилизиране на соларните модули.

Без разбиране на дефектите на атомно ниво, изследователите казаха, че е невъзможно да се предвиди стабилността на тези модули.

& quot;Някои от модулите са стабилизирани напълно. Някои от тях са само наполовина стабилизирани," каза Абигейл Майер, доктор на науките. кандидат в Мините и изследовател в NREL. Тя е водещ автор на нов документ, описващ усилията за точно определяне на източника на феномена LID. Статията,"Атомна структура на светлинно-индуциран дефект, влошаващ ефективността в легирани с бор слънчеви силициеви клетки на Чохралски," се появява в дневникаЕнергиен&усилвател; Наука за околната среда.

Нейни съавтори са Vincenzo LaSalvia, William Nemeth, Matthew Page, David Young, Paul Stradins, всички от NREL; Sumit Agarwal, Michael Venuti и Serena Eley, които са от Mines; и П. Крейг Тейлър, пенсиониран професор по мини, който се консултира с изследването.

Страдинс, главен учен и ръководител на проекта в силициеви фотоволтаични изследвания в NREL, каза, че проблемът с LID е изучаван от десетилетия, но точният микроскопичен характер на това, което причинява разграждането, не е определено. Изследователите са стигнали до заключението, чрез косвени експерименти и теория, че проблемът намалява, когато се използва по-малко бор или когато в силиция присъства по-малко кислород.

Сътрудничеството между изследователите на NREL и Mines разчиташе на електронен парамагнитен резонанс (EPR), за да идентифицира дефектите, отговорни за LID. За първи път микроскопското изследване разкри отчетлив признак на дефект, тъй като пробните слънчеви клетки станаха по-разградени от светлина. Сигнатурата на дефекта изчезна, когато учените приложиха емпиричната"регенерация" процес за лечение на LID, който индустрията е приела. За тяхна изненада изследователите откриха и второ,"широко" EPR подпис, засегнат от излагане на светлина, включващ много повече атоми на добавка, отколкото има дефекти на LID. Те предположиха, че не всички атомни промени, предизвикани от светлина, водят до LID.

Техниките, разработени за изследване на LID, могат да бъдат разширени, за да разкрият други видове деградиращи дефекти в силициеви слънчеви клетки и в други полупроводникови материали, използвани във фотоволтаиците, включително кадмиев телурид и перовскити, отбелязват учените.

Службата за технологии за слънчева енергия към Министерството на енергетиката финансира изследването.