Naukowcy opracowali cienkowarstwowe krzemowe ogniwa słoneczne 3D o wyższej wydajności
Cienkowarstwowe ogniwa słoneczne bez dodatkowej krzemowej "masy" to nowe dzieło czeskich i szwajcarskich naukowców i przedsiębiorców pracujących wspólnie nad produktem, który może zapewnić większą sprawność. Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu N2P (Elastyczne technologie produkcyjne i urządzenia oparte na przetwarzaniu plazmy pod ciśnieniem atmosferycznym w celu uzyskania nanostrukturalnych powierzchni 3D [trójwymiarowych]), który otrzymał 7,4 mln EUR z tematu "Nanonauki, nanotechnologie, materiały i nowe technologie produkcyjne" (NMP) Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Projekt został zaprezentowany w czasopiśmie Applied Physics Letters. Naukowcy z Czeskiej Akademii Nauk i eksperci ze szwajcarskiej grupy Oerlikon Solar Lab postawili sobie za cel opracowanie długofalowej opcji wysokowydajnej, ale niskokosztowej produkcji przemysłowej paneli słonecznych z surowców. Według zespołu można je znaleźć w ogniwach słonecznych z krzemu amorficznego oraz w ogniwach tandemowych z mikrokrystalicznego krzemu. Wynikiem jest znacznie sprawniejsza produkcja energii. Aczkolwiek Milan Vanecek, który kierował grupą fotowoltaiczną w Instytucie Fizyki w Pradze, wskazuje na słaby punkt tych ogniw: stabilna sprawność panelu nie jest w przybliżeniu tak wysoka, jak sprawność płytki z krzemu krystalicznego, tak dziś popularnego. "Aby ogniwa z amorficznego i mikrokrystalicznego krzemu były bardziej stabilne, muszą być bardzo cienkie z powodu ciasnego rozmieszczenia styków elektrycznych, a uzyskiwana absorpcja optyczna nie jest wystarczająca" - wyjaśnia dr Vanecek. "Są zasadniczo płaskimi urządzeniami. Grubość krzemu amorficznego wynosi od 200 do 300 nanometrów, a mikrokrystalicznego ponad 1 mikrometr." Ten zaawansowany projekt jest jednak skoncentrowany na optycznie grubych i "silnie absorpcyjnych" ogniwach, w których rozstaw elektrod jest niezmienny. "Nasz nowy projekt 3D ogniw słonecznych opiera się na dojrzałej, silnie absorpcyjnej technologii chemicznego osadzania z fazy lotnej wspomaganego plazmą, która już jest wykorzystywana w elektronice na bazie amorficznego krzemu produkowanej do ekranów ciekłokrystalicznych" - mówi czeski naukowiec. "My dodaliśmy tylko nowy substrat nanostrukturalny do osadzania ogniwa słonecznego." Naukowcy wyjaśniają, że substrat nanostrukturalny składa się z nanokolumn tlenku cynku (ZnO) lub mikrootworów, czy też nanootworów, w układzie plastra miodu, wytrawianych w przezroczystej, przewodzącej warstwie tlenkowej. Zespół nazywa ten drugi układ "serem szwajcarskim". "To drugie podejście okazało się skuteczne na potrzeby osadzania ogniw słonecznych" - podkreśla dr Vanecek. "Potencjał tych sprawności jest oceniany z zastosowaniem różnych, obecnych ogniw słonecznych z płytek multikrystalicznych, które dominują w przemysłowej produkcji ogniw słonecznych. A znacząco niższy koszt paneli w technologii Micromorph, przy tej samej sprawności co w przypadku paneli z krzemu multikrystalicznego (od 12% do 16%), może spopularyzować ich produkcję na skalę przemysłową." Zespół zapowiedział, że będzie kontynuować prace nad dalszą optymalizacją i zwiększaniem sprawności.Więcej informacji: Czeska Akademia Nauk: http://www.cas.cz/index.html Oerlikon Solar Lab: http://www.oerlikon.com/solar/
Kraje
Szwajcaria, Czechy