Фотоволтаични клетки от черен силиций

ВЕИ енергетикaИновацииСп. Енерджи ревю - брой 5, 2012

Около една четвърт от спектъра на слънчевата светлина е съставена от инфрачервени лъчи, които не могат да бъдат преобразувани в електричество от стандартните фотоволтаични клетки. Един от начините да се преодолее тази загуба на енергия е използването на черен силиций - материал, който абсорбира почти цялата слънчевата светлина, включително и инфрачервеното лъчение, и го преобразува в електричество. Черният силиций се произвежда чрез облъчване на стандартен силиций с фемтосекундни лазерни импулси в серосъдържаща атмосфера, пояснява д-р Стефан Контерман, ръководител на изследователската група "Наноматериали за преобразуване на енергия" към института Фраунхофер, Германия.

"Облъчването променя повърхността на силиция и неговия цвят, интегрирайки серни атоми в решетъчната му структура. При нормалния силиций инфрачервената светлина не разполага с достатъчно енергия, за да възбуди електроните в зоната на проводимост и да ги конвертира в електричество, но сярата, вградена в черния силиций, представлява един вид междинно ниво. Можем да сравним това с изкачване на стена: първия път, когато скочим, се проваляме, тъй като стената е твърде висока, но втория път успяваме да я прескочим на два пъти с помощта на междинно ниво. Въпреки това, с добавянето на сяра междинното ниво не само позволява на електроните да се "изкачат на стената", но и обратното, което дава възможност на електроните от зоната на проводимост да се върнат назад чрез това междинно ниво. Следователно, електричеството може да бъде загубено отново. Чрез модифициране на лазерния импулс, който вкарва серните атоми в атомната решетка, изследователите могат да променят позициите, които тези атоми заемат в решетката, и да променят височината на "нивата", с други думи - тяхното енергийно ниво. Използването на черен силиций в производството на фотоволтаични модули ще даде възможност на производителите да повишат коефициента на ефективност на своите панели чрез усвояване и преобразуване на пълния спектър на слънчевата светлина", допълни д-р Контерман.

В настоящата фаза от разработката на проекта учените експериментират с различни видове лазерни импулси и анализират влиянието им върху ефективността на силиция. Предстои създаването на лазерна система с търговска цел, която производителите ще могат да интегрират в производството си.

Източник текст и снимка: Fraunhofer HHI

Новият брой 3/2019

брой 3-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ


Top