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经过数十年的全球努力,太阳能电池缺陷神秘解决

通过Ben Robinson,曼彻斯特大学|2019年6月3日

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太阳能电池板是最有效的发电系统之一活力通过可再生资源,因为它们的相对成本和消费者的可用性。

太阳能电池板是最有效的发电系统之一活力通过可再生资源,因为它们的相对成本和消费者的可用性。然而,大多数的太阳能电池只能达到20%的效率——相当于每千瓦的阳光,大约可以产生200W的电能。

现在,一支国际研究人员队已经解决了重点的基本问题,这些材料缺陷限制和降低了太阳能电池效率。问题已经着名并研究了40多年,超过270篇研究文件,归因于没有解决方案的问题。

这项新研究首次发现了一种之前未知的材料缺陷,这种缺陷限制了硅太阳能电池的效率。

协调这项研究的托尼·皮克教授(Tony Peaker),目前发表在应用物理学杂志说:“由于环境和财务影响,太阳能电池板的”效率退化“一直是过去四十年的科学和工程兴趣的主题。然而,尽管在营业的业务中有一些最佳思想,但问题迄今为止,问题抵制了决议。“

“在运行的第一个小时内,安装后,太阳能电池板的效率从20%下降到约18%。效率的绝对下降2%可能看起来不像是一个大问题,而是当你认为这些时太阳能电池板现在要为世界总能源需求提供很大一部分,并且以指数增长,这是发电能力的重大损失。”

这一短暂的全球太阳能容量措施的能源成本在10年代的千兆瓦的措施中,这相当于更多的能量,而不是英国综合总量的15个核电厂生产的能量。因此,必须通过其他更少可持续的能源(如燃烧化石燃料)的其他可持续能源满足太阳缺陷。

多学科的实验和理论方法研究人员雇用的雇用确定了对光引起的降解(盖子)负责的机制。组合专用电气和光学技术,称为“深级瞬态光谱”(DLT),该团队已经发现了一种材料缺陷,其最初在硅中延伸休眠以制造细胞。

硅太阳能电池的大部分内部的电荷在阳光下进行转换,这是其能量产生过程的一部分。研究小组发现,这种转变涉及到一个非常有效的“陷阱”,它可以阻止光产生的载流子(电子)的流动。

Iain Crowe博士说:“这种电子流是确定太阳能电池可以提供给电路的电流的大小,任何阻碍它有效减少的东西太阳能电池效率以及在一定水平的阳光下所能产生的电量。我们已经证明了缺陷的存在,现在需要的是工程修复。”

用于确定硅材料质量的行业标准技术测量电荷载体的寿命,这更长的高质量材料,较少“陷阱”。Matthew Halsall教授的曼彻斯特领导的研究人员发现,他们的观察与该电荷载体寿命强烈相关,在照明下缺陷后显着减少。他们还注意到效果是可逆的,当材料在黑暗中加热时,寿命再次增加,通常用于去除“陷阱”的过程。

这篇论文,“硼氧光诱导硅光伏降解的机理鉴定”细胞,发表在应用物理学杂志。


提交:产品设计


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