Pannelli Solari tas-Silikon Aħjar

Riċerkaturi fid-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti's National Renewable Energy Laboratory (NREL) u Colorado School of Mines qed japplikaw teknika ġdida biex jidentifikaw difetti fiċ-ċelloli solari tas-silikon li jikkawżaw tnaqqis fl-effiċjenza. Il-lezzjonijiet meħuda fil-livell atomiku jistgħu jwasslu għal titjib fil-mod kif il-manifatturi jsaħħu l-prodotti tagħhom kontra dik li hija magħrufa bħala degradazzjoni indotta mid-dawl.

Id-degradazzjoni indotta mid-dawl, jew LID, tqaxxar l-effiċjenza taċ-ċelloli solari tas-silikon b'madwar 2%, li żżid sa tnaqqis sinifikanti fil-produzzjoni tal-enerġija matul il-ħajja ta '30 sa 40 sena tat-teknoloġija skjerata fil-qasam. Iċ-ċelloli solari magħmula mis-silikon jammontaw għal aktar minn 96% tas-suq globali, u s-semikonduttur l-aktar użat komunement użat fil-manifattura ta 'dawn iċ-ċelloli huwa magħmul minn silikon drogat bil-boron. Iżda s-silikon drogat bil-boron huwa suxxettibbli għall-LID, għalhekk il-manifatturi żviluppaw metodi biex jistabbilizzaw il-moduli solari.

Mingħajr fehim tad-difetti fil-livell atomiku, ir-riċerkaturi qalu li huwa impossibbli li titbassar l-istabbiltà ta 'dawk il-moduli.

& quot; Uħud mill-moduli huma stabbilizzati kompletament. Xi wħud minnhom huma biss nofs stabilizzati," qalet Abigail Meyer, Ph.D. kandidat fil-Minjieri u riċerkatur fin-NREL. Hija l-awtur ewlieni ta 'dokument ġdid li jagħti dettalji dwar l-isforzi biex jiġi identifikat is-sors tal-fenomenu LID. L-artikolu,"Struttura Atomika ta 'Difett Degradanti ta' Effiċjenza Indotta mid-Dawl f'Ċelloli Solari tas-Silikon Czochralski Doped-Boron," jidher fil-ġurnalEnerġija& Xjenza Ambjentali.

Il-ko-awturi tagħha huma Vincenzo LaSalvia, William Nemeth, Matthew Page, David Young, Paul Stradins, kollha minn NREL; Sumit Agarwal, Michael Venuti, u Serena Eley, li huma mill-Minjieri; u P. Craig Taylor, professur irtirat tal-Minjieri li kkonsulta dwar ir-riċerka.

Stradins, xjenzat prinċipali u mexxej tal-proġett fir-riċerka fotovoltajka tas-silikon f'NREL, qal li l-problema ta 'LID ilha studjata għal għexieren ta' snin iżda n-natura mikroskopika eżatta ta 'dak li jikkawża d-degradazzjoni ma ġietx determinata. Ir-riċerkaturi kkonkludew, permezz ta 'esperimentazzjoni indiretta u teorija, li l-problema tonqos meta jintuża inqas boron jew meta jkun hemm inqas ossiġnu fis-silikon.

Il-kollaborazzjoni bejn ir-riċerkaturi tan-NREL u tal-Minjieri bbażat ruħha fuq ir-reżonanza paramanjetika tal-elettroni (EPR) biex tidentifika d-difetti responsabbli għall-LID. Għall-ewwel darba, l-eżami mikroskopiku żvela firma ta 'difett distinta hekk kif iċ-ċelloli solari tal-kampjun saru aktar degradati bid-dawl. Il-firma tad-difett sparixxa meta x-xjenzati applikaw il-quot empiriku &;riġenerazzjoni" proċess biex tfejjaq l-LID li l-industrija adottat. Għas-sorpriża tagħhom, ir-riċerkaturi sabu wkoll it-tieni,"wisa" Firma EPR affettwata minn espożizzjoni għad-dawl, li tinvolvi ħafna aktar atomi tad-dopanti milli hemm difetti tal-LID. Huma ipotizzaw li mhux il-bidliet atomiċi kollha indotti mid-dawl iwasslu għall-LID.

It-tekniki żviluppati għall-istudju tal-LID jistgħu jiġu estiżi biex jiżvelaw tipi oħra ta 'difetti degradanti fiċ-ċelloli solari tas-silikon u f'materjali semikondutturi oħra użati fil-fotovoltajċi inklużi tellurid tal-kadmju u perovskites, innutaw ix-xjentisti.

L-Uffiċċju tat-Teknoloġiji tal-Enerġija Solari fi ħdan id-Dipartiment tal-Enerġija ffinanzja r-riċerka.