Loading

Водород повысит эффективность кремниевых солнечных панелей

Создано 10.05.2013 21:47
Автор: Алексей Норкин

Водород повысит эффективность кремниевых солнечных панелей

Успешно конкурировать с ископаемыми углеводородами смогут лишь эффективные и дешевые решения солнечной энергетики. Ученые всего мира идут к единой цели разными дорогами. В то время как одни разрабатывают все более производительные солнечные элементы, другие ищут пути снижения стоимости существующих технологий.

Разработка австралийских инженеров одновременно «убивает двух зайцев». Исследователи предложили инновационный метод, улучшающий качество низкосортного кремния, что может привести со временем к значительному росту эффективности и снижению стоимости распространенных коммерческих фотоэлектрических панелей.

Ученые из Университета Нового Южного Уэльса (University of New South Wales, UNSW) обнаружили механизм управления атомами водорода, способный исправить недостатки кремния, основного и самого дорогого элемента наиболее широко применяемого класса солнечных батарей.

Стюарт Уэнхам (Stuart Wenham) профессор Инженерной школы фотоэлектроники и возобновляемой энергетики (School of Photovoltaics and Renewable Energy Engineering) UNSW«Этот процесс позволит кремнию низкого качества превзойти солнечные элементы, сделанные из более качественных материалов», - рассказывает Стюарт Уэнхам (Stuart Wenham) профессор Инженерной школы фотоэлектроники и возобновляемой энергетики (School of Photovoltaics and Renewable Energy Engineering) UNSW.

Стандартные коммерческие кремниевые элементы в настоящее время обладают к.п.д. около 19%. Новый метод, запатентованный исследователями в начале текущего года, обеспечит эффективность на 2-4% выше, считает Уэнхам. «С помощью кремния более низкого качества мы можем достичь более высокой эффективности и значительно снизить затраты», - утверждает профессор.

Солнечная энергетика уже давно ищет возможности для снижения стоимости кремния. Однако более дешевый кремний обладает более низким качеством, в нем больше различных дефектов и загрязнений, снижающих эффективность преобразователей.

На протяжении нескольких десятилетий науке известно, что атомы водорода, введенные в структуру кремния, могут исправить его недостатки. Но до последнего времени ученые не могли управлять этим процессом, чтобы использовать его преимущества, и даже не имели представления, почему так происходит. «Наша исследовательская группа узнала, как контролировать состояние заряда атомов водорода в кремнии, что ранее никто не смог сделать», - продолжает профессор Уэнхам.

Ученые установили, что атомы водорода могут обладать тремя состояниями «заряда» - положительным, отрицательным и нейтральным. Эти состояния влияют на возможность передвижения водорода в кремнии и его реактивность, что важно для исправления недостатков кремниевой структуры. «Мы обнаружили улучшение подвижности водорода в 10000 раз, и мы можем управлять водородом, его химическими связями с такими вещами, как дефекты и примеси, делая их неактивными», - сообщил Уэнхам.

Проект солнечной энергетики, над которым работает исследовательская команда, финансируется Австралийским агентством по возобновляемой энергетике и, как ожидается, завершится в 2016 году. В настоящее время у ученых еще нет коммерческих решений, но их работой уже заинтересовались несколько компаний-производителей солнечного оборудования.

По материалам UNSW

Комментарии: