Німецьким ученим вдалося підняти ККД сонячних батарей до 26,1%

Новини

Вчені Інституту матеріалів і електронних компонентів Університету Лейбніца (Ганновер) та Інституту досліджень сонячної енергії вдалося розробити нову структуру фотоелемента, що дозволить збільшити ККД сонячних батарей до значення 26,1%. В даний час максимальне значення ККД сонячних батарей на основі кремнію, легованого бромом, становить близько 21%. Дослідження тривали протягом трьох років, фінансування в обсязі 3 мільйонів євро забезпечило Федеральне міністерство економіки і енергетики.

Німецьким ученим вдалося підняти ККД сонячних батарей до 26,1%

Експериментальним шляхом встановлено, що максимальна ефективність фотоелектричного елемента на основі кремнію становить 29,5%. При цьому з урахуванням всіх можливих втрат вважалося, що в промислових умовах максимальних ККД сонячних батарей не перевищить 26%. Дослідження німецьких вчених довели, що ця межа може бути подолана, перш за все – за рахунок модернізації виробництва контактів.

Робота сонячної батареї заснована на тому, що під впливом сонячного випромінювання в шарі кремнію виникають вільні носії енергії – позитивні (дірки) і негативні (електрони). Щоб їх використовувати для отримання електричного струму, вони відводилися з шарів кремнію через контакти, виготовлені з металу. При цьому процес переходу носія електричної енергії з кремнію в метал супроводжувався великими енергетичними втратами, що істотно знижувало показники ККД сонячної батареї.

Тепер замість традиційних металевих контактів запропоновано використовувати контакти POLO (polycrystalline Silicon on Oxide) – полікристалічний кремній на оксидах. Для цього наноситься ще один шар кремнію зі структурою, яка протилежна структурі, з якої планується видобувати носія заряду. Наприклад, на р-шар наноситься тонка плівка полікристалічного оксиду кремнію n-типу. Цей проміжний ізолюючий шар забезпечує пассивизации контактів. При нагріванні шару пассивизации до температури 1000 С в ньому в нанометровому діапазоні виникають крихітні пори. Через які відбувається передача носіїв енергії металевих контактів. Це відкриття вже має практичну реалізацію за рахунок використання лазерної технології, що дозволить налагодити виробництво фотоелементів з ККД 26,1%.

У довгостроковій перспективі це дозволить значно знизити витрати на генерацію «сонячного» електрики. Високий ККД сонячних батарей дозволить істотно зменшити їх лінійні розміри. Це дасть можливість встановлювати їх в місцях з обмеженою площею, наприклад, на дахах електромобілів або крилах літаків.

Lost Password