Бољи силиконски соларни панели

Истраживачи из Националне лабораторије за обновљиву енергију (НРЕЛ) америчког Министарства енергетике (ГГ) и Школе рудника у Колораду примењују нову технику за идентификацију недостатака у силицијумским соларним ћелијама који узрокују пад ефикасности. Лекције научене на атомском нивоу могле би да доведу до побољшања начина на који произвођачи ојачавају своје производе против онога што је познато као деградација изазвана светлом.

Деградација изазвана светлошћу, или ЛИД, смањује ефикасност силицијумских соларних ћелија за око 2%, што доприноси значајном паду излазне снаге током 30 до 40 година животног века технологије примењене на терену. Соларне ћелије направљене од силицијума чине више од 96% глобалног тржишта, а најчешће коришћени полупроводник који се користи у производњи ових ћелија је направљен од силицијума допираног бором. Али силицијум допиран бором је подложан ЛИД-у, па су произвођачи развили методе за стабилизацију соларних модула.

Без разумевања дефеката на атомском нивоу, истраживачи су рекли да је немогуће предвидети стабилност тих модула.

[ГГ] куот;Неки модули су потпуно стабилизовани. Неки од њих су само полустабилизовани, [ГГ] куот; рекла је Абигаил Меиер, др. кандидат на Рудницима и истраживач на НРЕЛ-у. Она је главни аутор новог рада који детаљно описује напоре да се утврди извор феномена ЛИД-а. Чланак, [ГГ] куот;Атомска структура светло-индукованог деградирања деградације у бором допираним силицијумским соларним ћелијама Чохралског, [ГГ] куот; појављује се у часописуЕнерги [ГГ] амп; Енвиронментал Сциенце.

Њени коаутори су Винцензо ЛаСалвиа, Виллиам Неметх, Маттхев Паге, Давид Иоунг, Паул Страдинс, сви из НРЕЛ-а; Сумит Агарвал, Мицхаел Венути и Серена Елеи, који су из Минеса; и П. Цраиг Таилор, пензионисани професор рударства који је консултовао истраживање.

Страдинс, главни научник и вођа пројекта у силицијумским фотонапонским истраживањима у НРЕЛ-у, рекао је да је проблем ЛИД-а проучаван деценијама, али тачна микроскопска природа онога што узрокује деградацију није утврђена. Истраживачи су, кроз индиректно експериментисање и теорију, закључили да се проблем смањује када се користи мање бора или када је мање кисеоника присутно у силицијуму.

Сарадња између истраживача НРЕЛ-а и Минеса ослањала се на електронску парамагнетну резонанцу (ЕПР) да би идентификовала дефекте одговорне за ЛИД. По први пут, микроскопски преглед је открио јасан потпис дефекта пошто су узорци соларних ћелија постали више деградирани од светлости. Потпис дефекта је нестао када су научници применили емпиријску [ГГ] куот;регенерацију [ГГ] куот; процес за излечење ЛИД-а који је индустрија усвојила. На своје изненађење, истраживачи су такође пронашли други, [ГГ] куот;широки [ГГ] куот; ЕПР потпис на који утиче излагање светлости, који укључује много више атома допанта него што има ЛИД дефеката. Претпоставили су да све атомске промене изазване светлошћу не воде до ЛИД-а.

Технике развијене за проучавање ЛИД-а могу се проширити како би се откриле друге врсте деградирајућих дефеката у силицијумским соларним ћелијама и у другим полупроводничким материјалима који се користе у фотонапону укључујући кадмијум телурид и перовските, приметили су научници.

Канцеларија за технологије соларне енергије у оквиру Одељења за енергетику финансирала је истраживање.