211service.com
IBM łamie znak wydajności dzięki nowatorskiemu materiałowi do wykorzystania w energetyce słonecznej
IBM twierdzi, że dokonał postępu technicznego w technologii słonecznej, która, jak mają nadzieję naukowcy, zapewni wydajne cienkowarstwowe ogniwa słoneczne wykonane z wielu materiałów.
Badacze IBM współpracowali z japońską cienkowarstwową firmą słoneczną Solar Frontier, aby uzyskać wyższą wydajność słoneczną ogniw słonecznych wykonanych z bardziej obfitych materiałów niż obecne ogniwa cienkowarstwowe. Źródło: IBM Research
Naukowcy IBM zajmujący się fotowoltaiką Teodor Todorov i David Mitzi w piątek szczegółowe ustalenia papieru, który wykazał najwyższą dotychczas wydajność w przypadku ogniw słonecznych wykonanych z połączenia miedzi, cynku, cyny i selenu (CZTS). W artykule technicznym opublikowanym w Advanced Energy Materials opisano ogniwo słoneczne CZTS zdolne do konwersji 11,1 procent energii słonecznej na energię elektryczną.
Ten poziom wydajności jest znaczącym skokiem w porównaniu z wydajnością 10,1 procent, którą Mitzi i współpracownicy wykazali w zeszłym roku. (Patrz, Efektywność ogniw słonecznych z tańszych materiałów ). Autorzy artykułu argumentują również, że ogniwa słoneczne CZTS mogą osiągnąć wystarczająco wysoką wydajność, aby były opłacalne komercyjnie.
Wzorcem CZTS, nad którym pracuje grupa badawcza IBM, jest CIGS, ogniwa słoneczne wykonane z miedzi, indu, galu i selenu. W produktach komercyjnych wydajność tych ogniw wynosi około 12 procent w panelach słonecznych i 20 procent w laboratoriach. Jeśli CZTS może osiągnąć 15-procentową wydajność, może zacząć wypierać CIGS, mówi Mitzi.
Nie ma fundamentalnego powodu, dla którego wiemy, dlaczego nie możemy osiągnąć takiej samej wydajności z CZTS, jak w przypadku CIGS, mówi. To jeden z kluczowych celów na boisku na następny rok lub dwa.
Mitzi wyjaśnił, że opracowanie alternatywy dla CIGS jest napędzane nie tyle kosztami, co dostępnością surowca do produkcji ogniw. Gal i ind, które są wykorzystywane do produkcji płaskich paneli, mogą zostać ograniczone wraz ze wzrostem ilości energii słonecznej. Dodał, że znaczna część produkcji tych elementów jest skupiona w Chinach.
Według artykułu zastąpienie tych elementów bardziej obfitą miedzią i cyną w ogniwach CZTS może zapewnić 500 gigawatów energii słonecznej, wielokrotnie więcej niż CIGS. Naukowcy starali się zastąpić selen bardziej obfitą siarką, a także zająć się dostępnością materiału.
Mitzi powiedział, że CZTS dorówna CIGS pod względem wydajności w ciągu pięciu lat to rozsądny horyzont czasowy. IBM współpracuje z firmami fotowoltaicznymi w badaniach, w tym z japońską firmą Solar Frontier, która w zeszłym roku zainstalowała panele CIGS o mocy 577 megawatów, według GTM Research .
Producenci paneli słonecznych opracowali cienkowarstwowe panele słoneczne, ponieważ obiecują być tańsze. Ale koszty zasiedziałych krzemowych procesów słonecznych gwałtownie spadły w ciągu ostatnich trzech lat. (Patrz, Psie Dni Słońca).
To sprawiło, że przewaga kosztowa cienkiej folii zmalała. Istnieje jednak szereg grup badawczych pracujących z CZTS z myślą o perspektywie długoterminowej. Budujemy zrozumienie tego, co musimy naprawić i rozwiązać, aby uzyskać wyższą wydajność, mówi Mitzi.