Команда извлекает больше энергии из солнечного света с помощью передовых солнечных батарей

Исследователи, работающие для максимизации эффективности солнечных батарей, заявили, что наслоение передовых материалов поверх традиционного кремния является многообещающим путем для извлечения большего количества энергии из солнечного света.

Новое исследование показывает, что с помощью точно контролируемого процесса производства исследователи могут производить многослойные панели солнечных батарей с потенциалом повышения эффективности в 1,5 раза по сравнению с традиционными кремниевыми панелями.

Многослойные солнечные панели

Результаты исследования, проведенного под руководством инженера Минджу Ларри Ли из Университета Иллинойса в Урбане, опубликованы в журнале Cell Reports Physical Sciences.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

"Кремниевые солнечные панели преобладают, потому что они доступны по цене и могут преобразовывать чуть более 20% солнечного света в полезное электричество", - сказал Ли, профессор электротехники и компьютерной инженерии и филиал Holonyak Micro и Nanotechnology Lab. "Однако, как и кремниевые компьютерные чипы, кремниевые солнечные батареи достигают предела своих возможностей, поэтому поиск способа повышения эффективности привлекателен для поставщиков и потребителей энергии".

Команда Ли работает над наложением полупроводникового материала фосфида арсенида галлия на кремний, потому что эти два материала дополняют друг друга. Оба материала сильно поглощают видимый свет, но фосфид арсенида галлия делает это, производя при этом меньше отработанного тепла. Напротив, кремний превосходит по преобразованию энергии из инфракрасной части солнечного спектра как раз за пределами того, что наши глаза могут видеть, сказал Ли.

"Это как спортивная команда. У вас будут быстрые люди, некоторые сильные, а некоторые с большими оборонительными способностями", - сказал он. "Подобным образом, тандемные солнечные батареи работают как команда и используют лучшие свойства обоих материалов, чтобы сделать одно, более эффективное устройство".

В то время как фосфид арсенида галлия и другие полупроводниковые материалы, такие как он эффективны и стабильны, они дорогостоящие, поэтому изготовление панелей, полностью состоящих из них нецелесообразно для массового производства в настоящее время. Поэтому команда Ли использует недорогой кремний в качестве отправной точки для своих исследований.

В процессе производства дефекты материалов проникают в слои, особенно на границе раздела между кремнием и фосфидом арсенида галлия, говорит Ли. Крошечные дефекты образуются всякий раз, когда на кремний наносится слой материалов с различной атомной структурой, что снижает как эксплуатационные характеристики, так и надежность.

"Всякий раз, когда вы переключаетесь с одного материала на другой, всегда есть риск создания некоторого беспорядка при переходе", - сказал Ли. "Шижао Фан, ведущий автор исследования, разработал процесс формирования девственных интерфейсов в фосфидной ячейке арсенида галлия, что привело к значительному улучшению по сравнению с нашей предыдущей работой в этой области".

"В конечном итоге, коммунальная компания могла бы использовать эту технологию, чтобы получать в 1,5 раза больше энергии с того же количества земли на своих солнечных фермах, или потребитель мог бы использовать в 1,5 раза меньше места для панелей на крыше", - сказал он.

Ли сказал, что на пути к коммерциализации остаются препятствия, но он надеется, что поставщики и потребители энергии увидят ценность использования стабильных материалов для повышения производительности. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!