Sunčeva energija uskoro bi mogla dobiti poticaj 2 za 1 s tandemskim stanicama

Tandemska stanica

Dok je Europa prihvatila tehnologiju solarne energije do te mjere da pomrčina može izazvati blagu paniku, učinkovitost najboljih solarnih ćelija i dalje se kreće oko samo 25%. To je puno besplatne energije koja se ne ubira. Prošla istraživanja ukazala su na bogat mineral poznat kao perovskit kao moguće rješenje za loše performanse solarnih ćelija, a sada je tim znanstvenika s Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Sveučilišta Stanford pokrenuo teoriju na djelu konstruirajući tandemski silicij -perovskite solarne ćelije.

Tandemske solarne ćelije (ponekad poznate i kao multijunkcijske stanice) sastoje se od više od jednog poluvodičkog materijala. Oni mogu znatno povećati učinkovitost, ali njihova je upotreba bila vrlo ograničena zahvaljujući proizvodnim komplikacijama i visokim troškovima. Tim Stanforda / MIT-a usredotočio se na ove dizajne jer je smatrao da ima puno prostora za poboljšanje.



Perovskit je kristalni organometalni mineral koji se može jeftino proizvesti u laboratoriju, a postoji i u geološkim naslagama širom svijeta. Znanstvenici su znali da perovskit imasvojstva upijanja svjetlosti i poluvodiča desetljećima, ali tek 2009. prvi put je korišten u solarnim ćelijama. Glavna prednost upotrebe perovskita u solarnoj ćeliji je ta što se može integrirati u slojeve tanke poput jednog mikrometra.



Tandemske stanice stvorene u ovom eksperimentu također uključuju napredak u proizvodnoj tehnologiji kako bi poboljšale vezu između slojeva silicija i perovskita. Ovaj povezujući sloj, ili 'tunelski spoj', sastoji se od jako dopiranog silicija p-tipa i n-tipa koji čini energetsku barijeru između dva sloja gotovo nulom. Dodatni sloj titan-dioksida omogućuje elektronima iz solarne ćelije perovskita da slobodno teku u spoj silicijskog tunela, gdje se rekombiniraju s elektronima sa silicijske ploče.

Perovskite



Pa zašto se uopće truditi kombinirati dvije različite tehnologije solarnih ćelija? Tandemska solarna ćelija na bazi silicija i perovskita može apsorbirati veći segment sunčeve energije. Tandemske solarne ploče poput ovih smanjuju pojavu poznatu kao termilizacija. To se događa u solarnoj ćeliji kada se energija fotona oslobađa kao toplina dok ne dosegne propusni opseg upijajućeg materijala. Silicij izvrsno apsorbira fotone prema vrhu spektra sunčeve energije (visoki pojas), dok perovskit spretno hvata fotone iz donjeg infracrvenog segmenta (donji pojas). Ovi specijalizirani upijajući slojevi mogu sunčevu svjetlost pretvoriti u električnu energiju učinkovitije nego što bi to mogao jedan apsorber.

Što se tiče opažene učinkovitosti, stanice su se u ovom eksperimentu pokazale na vrhu predviđenog raspona. Pojedinačni dizajni silicija i perovskita nisu bili najnapredniji, ali povećanje učinkovitosti pokazuje obećanja. Sunčeva ćelija perovskita s učinkovitošću od 12,7 posto naslagana je na vrh silicijske ćelije srednjeg dometa s učinkovitošću od samo 11,4 posto. Tandemska ćelija uspjela je doseći 17 posto, što je porast od 50%. Istraživači vjeruju da pročišćavanje sloja perovskita i korištenje naprednijih silicijskih solarnih ćelija mogao rezultirati još boljim dobicima niz cestu.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com