Слоёная инновация в фотоэлектричестве

 Можно ли сделать лучше с меньшими  затратами. Такую цель поставили перед  собой исследователи из Швейцарского федерального  института технологии в Лозанне (EPFL), при  поддержке Швейцарского национального научного  фонда и Федерального  ведомства энергетики. Их­ специальность:  производство солнечных батарей, которые в тысячу  раз тоньше, чем обычные клетки*. Для того, чтобы повысить эффективность клеток, они разработали новую методику наноструктурирования.

Хотя кремний является одним из самых распространенных элементов, энергия, необходимая, для получения кремния из песка нужна огромная. Именно по этой причине, снижение производственных затрат, профессор Кристоф Балиф (Christophe Ballif) и его команда из Лаборатории EPFL работают уже несколько лет над тонкопленочными кремниевыми солнечными элементами, которые в тысячу раз тоньше, чем обычные клетки. Есть только одна загвоздка: чем тоньше клетки, тем меньше они поглощают лучи солнца и производят меньше электроэнергии. Исследователи пытаются поймать свет в тонких слоях кремния для увеличения их поглощения. Традиционно, тонкие слои оксида цинка, используемые для этой цели — материал, очень распространённый в природе, совершенно нетоксичный, и растет в виде небольших пирамидальных кристаллов. Эти кристаллы эффективно рассеивают свет  в нижележащих слоях кремния. С такими слоями оксида цинка, даже новый мировой рекорд клетка эффективность была достигнута.

Слои из оксида цинка можно увидеть только через электронный  микроскоп, слева: естественная структура пирамиды, справа:  структура, выращиваемая с определенной  конфигурацией (высота изображения 5 микрон).

Снижение издержек 
Ученые пытаются побить этот рекорд. “Трудно изменить естественную пирамидальную форму этих кристаллов, чтобы получить еще лучшее рассеяния света”, объясняет исследователь Корсин Баттаглия (Corsin Battaglia),” поэтому у нас была идея, заставить кристаллы расти в специальных матрицах для получения желаемой структуры”. Идея гениальна, и проста. Как только тонкий слой оксида цинка, осаждается в форме все, что нужно сделать, это извлечь его из лекала, для получения пленки с желаемой структурой. Эта процедура, описанная в сентябрьском издании журнала Nature Photonics, не только увеличивает количество света, которое улавливается, тем самым увеличивая объем продукции, но и имеет потенциал для снижения стоимости клетки из-за его совместимости с процессами массового производства. Это интересный аргумент в то время, когда фотоэлектрика стремится производить электричество по более низкой цене.

*клетка (ячейка) – элемент конструкции солнечной батареи.

Похожие новости

Ответить

Фотогалерея

Войти