211service.com
Bezpieczniejszy sposób na powlekanie długotrwałych ogniw słonecznych
Przedsięwzięcie wydzielone z dwóch uniwersytetów w Quebecu twierdzi, że opracowało bezpieczniejszy sposób dodawania powłok antyrefleksyjnych do krystalicznych krzemowych ogniw słonecznych, co zwiększa również ich wydajność energetyczną w całym okresie ich użytkowania.
Krem do opalania: Technik Sixtron trzyma ogniwo słoneczne z warstwą antyrefleksyjną firmy z węglika krzemu. Proces jest bezpieczniejszy i można go zintegrować z istniejącymi liniami produkcyjnymi.
Na rynku fotowoltaiki słonecznej nawet najmniejsza poprawa wydajności może mieć znaczący wpływ na wyniki finansowe producentów, dlatego tak ważne są powłoki antyrefleksyjne. Te cienkie powłoki, które powodują, że ogniwa słoneczne wydają się niebieskie, maksymalizują pochłanianie światła słonecznego i zmniejszają defekty powierzchni, które mogą obniżyć wydajność.
Jednak najpopularniejsza metoda powlekania — naparowywanie powłoki azotku krzemu przy użyciu gazu silanowego — wiąże się z poważnymi zagrożeniami. Silan może się zapalić pod wpływem powietrza; transport gazu jest kosztowny, a producenci ogniw krzemowych muszą zainwestować w specjalne przechowywanie, wentylację i inne środki bezpieczeństwa, aby zapobiec wypadkom.
Potencjał szkód jest ogromny, mówi Ajeet Rohatgi , dyrektor Centrum Badań Fotowoltaicznych w Georgia Institute of Technology. Na tak powleczone komórki wpływa również zjawisko zwane degradacją wywołaną światłem, które występuje raz po pierwszych 24 do 48 godzinach ekspozycji na światło słoneczne. W ogniwie z 18-procentową wydajnością zauważysz, że wydajność spada [niemal natychmiast] do 17,7 lub 17,5%, i tracisz ją na całe życie ogniwa, mówi.
Rohatgi i jego zespół naukowców z Georgia Tech spędzili ostatnie 18 miesięcy na testowaniu nowego bezsilanowego procesu nakładania folii antyrefleksyjnej na ogniwa słoneczne, który został opracowany przez firmę z Montrealu. Zaawansowane materiały Sixtron . Powłoka – materiał z węglika krzemu o nazwie handlowej Silexium – zmniejsza degradację wywołaną światłem nawet o 88 procent.
Wafle krzemu krystalicznego, zwykle domieszkowane borem, również zawierają tlen. Kiedy światło słoneczne po raz pierwszy uderza w nowe ogniwo, powoduje połączenie boru i tlenu, co skutkuje 3%-5-procentową degradacją wydajności ogniwa. Naukowcy odkryli, że po dodaniu warstwy Silexium część węgla w powłoce dyfunduje do masy wafla krzemowego. Uważają, że węgiel konkuruje z borem, tworząc wiązanie z tlenem. Ponieważ bor ma mniej tlenu, z którym może się wiązać, w dużej mierze unika się degradacji wywołanej światłem.
Abasifreke Ebong, zastępca dyrektora Centrum Badań Fotowoltaicznych Georgia Tech, mówi, aby potwierdzić, że tak się dzieje, następnym krokiem jest zbadanie zawartości tlenu w waflach słonecznych po ich wyjęciu z pieca do wypalania. Jeśli tlen jest niższy, teoria jest aktualna. To dane, na które czekamy, mówi.
Według Mike'a Daviesa, starszego wiceprezesa w Sixtron, każde 0,1 procenta sprawności netto zaoszczędzonej z powodu degradacji wywołanej światłem powoduje średnio 600 000 USD zysku na marży dla każdej 60-megawatowej linii produkcyjnej ogniw.
System Sixtron eliminuje zagrożenie związane z gazem silanowym, opierając się na opatentowanym, stałym materiale polimerowym, który zawiera krzem i węgiel. Za pomocą ciepła i ciśnienia ciało stałe jest przekształcane w mniej niebezpieczny gaz metylosilanowy podczas procesu powlekania komórek. Konwersja z ciała stałego na gaz odbywa się w firmowym systemie szaf do obsługi gazu, zwanym SunBox, który został zaprojektowany do bezpośredniego podłączenia do standardowych systemów przemysłowych, które istnieją na większości linii produkcyjnych ogniw.
Joshua Pearce , profesor zaawansowanych materiałów na Queen's University w Kingston w Ontario, mówi, że Sixtron może przeceniać ryzyko związane ze stosowaniem silanu w elektrowni fotowoltaicznej. – Istnieją standardowe procedury bezpieczeństwa, dzięki którym praca w fabryce fotowoltaiki jest bardzo bezpieczna – mówi. Dodaje jednak, że wszystko, by obniżyć koszty fotowoltaiki, nawet w niewielkim stopniu, jest dużym wkładem.
Sixtron twierdzi, że współpracuje już z trzema czołowymi dostawcami sprzętu do produkcji ogniw fotowoltaicznych w Niemczech i jest zainteresowany kilkoma innymi. Firma planuje wynająć system po mniej więcej takim samym koszcie, jak w przypadku systemu opartego na silanie. Co ważne, pozwala uniknąć konieczności stosowania innych strategii ograniczania degradacji wywołanej światłem, opartych na alternatywnych metodach produkcji lub stosowaniu droższych wafli domieszkowanych galem.