Naukowcy z Fraunhofer Institute, wspólnie z EV Group (EVG) opracowali nową technologię wielozłączowych komórek fotowoltaicznych, opartych na krzemie. Dzięki nowej technologii udało się osiągnąć efektywność modułów słonecznych sięgającą aż 33%.
Oznacza to, że aż 1/3 energii słonecznej, która trafia na panel, jest przekształcana na użyteczną energię elektryczną. Szczegóły tej technologii opisane zostały na łamach „Nature Energy”. Przejdź do artykułu http://nature.com/articles/s41560-018-0125-0
Uzyskanie 33% jest efektem długotrwałej współpracy naukowców z inżynierami EVG. Pod koniec 2016 roku pod raz pierwszy pokazano niezwykle wydajne ogniwa fotowoltaiczne, osiągające efektywność 30%. Prace nadal trwały, nad rozwojem tych technologii, pod kątem jeszcze wyższej wydajności oraz przystosowaniu do produkcji przemysłowej, czego efektem są niedawno zaprezentowane ogniwa, o wspomnianej, tak wysokiej efektywności.
Technologia ta opiera się na procesie określanym jako „bezpośrednie wiązanie wafli krzemowych”. Dzięki temu procesowi możliwe jest przetransportowanie półprzewodnikowych warstw III-V do warstw krzemowych, po uprzednim odtlenieniu z wykorzystaniem promienia jonoweg. Następnie pod dużym ciśnieniem, atomy z podkomórek III-V wiążą się z atomami krzemu, tworząc jednolity materiał – urządzenie. Powstałe w ten sposób elementy określane są jako komórki III–V/Si.
Wielozłączowe komórki solarne III-V/Si zawierają w sobie jednak nieco więcej, co zapewnia im wysoką efektywność. Komórki takie składają się z kilku pod-komórek, umieszczonych jedna na drugiej. Tzw „diody tunelowe” łączą wewnętrznie trzy takie pod-komórki (zrobione z GaInP, GaAs i Si), co zwiększa efektywne pasmo absorpcyjne.
Proces tworzenia takich ogniw jest jednak jeszcze dość drogi, mimo i tak wykonanych już kilku usprawnień i zastosowaniu tańszego krzemu jako materiału głównego. Aby móc przemysłowo produkować tego typu ogniwa, koszty procesów związanych z łączeniem poszczególnych warstw takiego ogniwa muszą zostać zredukowane. Jest jeszcze trochę wyzwań, z którymi muszą się zmierzyć naukowcy, by ich odkrycie i technologia mogły wejść do powszechnego użytku.
Celem jaki stawiają sobie naukowcy i inżynierowie to wprowadzenie wysoce wydajnych ogniw fotowoltaicznych, o efektywności ponad 30%, najszybciej jak to możliwe.
Źródło: evertiq.pl
