211service.com
Czarne krzemowe ogniwa słoneczne do przechwytywania większej ilości światła
W dążeniu do generowania większej ilości energii z ogniw słonecznych wielu naukowców zwraca uwagę na światło podczerwone.
Wystrzelenie specjalnie dostrojonego lasera w obecności gazu siarkowego zmienia teksturę ogniw słonecznych tak, aby pochłaniały światło podczerwone. Źródło: Fraunhofer
Około jedna czwarta energii światła słonecznego jest zasadniczo tracona na ogniwa słoneczne, ponieważ nie mogą one przekształcić światła w widmie podczerwonym na energię elektryczną. Doprowadziło to do aktywnego pola badań nad tak zwanym czarnym krzemem, w którym powierzchnia krzemowych ogniw słonecznych jest modyfikowana tak, aby pochłaniała, a nie odbijała światło podczerwone.
Niemiecki instytut badawczy Fraunhofer twierdzi, że opracował sposób na podwojenie wydajności czarnego krzemu. Po włączeniu do istniejącej produkcji fotowoltaicznej, technika ta może poprawić wydajność ogniw krzemowych, która wynosi średnio około 17 procent, o 1 procent. W zależności od kosztów dodanych przez technologię, może to pomóc w obniżeniu kosztów energii słonecznej.
Czarny krzem jest wytwarzany przez uderzanie w ogniwa słoneczne laserami w obecności gazu siarkowego w celu zmiany tekstury ogniw. To strukturyzuje powierzchnię i integruje atomy siarki z siatką krzemową, sprawiając, że obrabiany materiał wydaje się czarny, wyjaśnia Stefan Kontermann, który kieruje grupą badawczą Nanomaterials for Energy Conversion w Instytucie Fraunhofera. oświadczenie .
Badacze Fraunhofera poprawili wydajność czarnego krzemu, kontrolując impuls laserowy, który wprowadza atomy siarki do ogniwa krzemowego. Zmiana położenia siarki zmniejsza ilość energii podczerwonej potrzebnej do wzbudzenia elektronów, tak aby zamieniały się one w energię elektryczną. Skutecznie tworzy pośredni poziom energii, na którym więcej światła podczerwonego jest w stanie wytworzyć energię elektryczną. Wykorzystaliśmy impulsy laserowe, aby zmienić osadzoną siarkę, aby zmaksymalizować liczbę elektronów, które mogą wspinać się w górę, jednocześnie minimalizując liczbę, która może spaść, mówi Kontermann.
Naukowcy zbudowali prototypowe urządzenie i mają nadzieję na opracowanie algorytmu, który pozwoli najlepiej określić, w jaki sposób należy zmodyfikować impulsy laserowe, aby zmienić poziom energii siarki. Fraunhofer powiedział, że zamierza stworzyć spółkę typu spin-off, która komercjalizuje badania, aby producenci mogli wytwarzać tandemowe ogniwa słoneczne z normalnym i czarnym krzemem.
Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej w Kolorado opracowało obróbkę chemiczną w celu poprawy wydajności czarnego krzemu, która została licencjonowana przez Technologia Natcore (patrz Czarny krzem sprawia, że ogniwa słoneczne są tańsze ).