Päikeseenergia võib peagi saada 2-ühele hoogu koos tandemrakkudega

Tandemrakk

Kuigi Euroopa on omaks võtnud päikeseenergia tehnoloogia nii palju, et varjutus võib põhjustada kerget paanikat , parimate päikesepatareide kasutegur on endiselt kõigest 25% ringis. See on palju vaba energiat, mida ei koristata. Varasemad uuringud on osutanud ohtrale mineraalile, mida tuntakse kui perovskiiti kui võimalikku lahendust päikesepatareide halvale jõudlusele, ja nüüd on Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) ja Stanfordi ülikooli teadlaste meeskond teooria ellu viinud tandem-räni ehitamisega. -perovskiidi päikesepatareid.



Tandem päikesepatareid (mõnikord tuntud ka kui mitmeotstarbelised elemendid) koosnevad rohkem kui ühest pooljuhtmaterjalist. Neil on potentsiaali tõhususe märkimisväärseks suurendamiseks, kuid tänu tootmisprobleemidele ja kõrgetele kulutustele on nende kasutamine olnud väga piiratud. Stanfordi / MITi meeskond keskendus nendele kujundustele, sest nende arvates oli arenguruumi palju.

Perovskiit on kristalne metallorgaaniline mineraal, mida saab laboris odavalt toota, ja seda leidub ka kogu maailmas geoloogilistes maardlates. Teadlased on teadnud, et perovskiidil on valgust neelavad ja pooljuhid aastakümneid, kuid alles 2009. aastal kasutati seda esmakordselt päikesepatareides. Perovskiidi päikesepatareis kasutamise peamine eelis on see, et seda saab integreerida nii ühe mikromeetri õhukeste kihtidena.



Selles katses loodud tandemelemendid hõlmasid ka tootmistehnika edusamme, et parandada räni- ja perovskiidikihtide vahelist ühendust. See ühenduskiht ehk “tunneli ristmik” koosneb tugevalt legeeritud p- ja n-tüüpi räni, mis muudab kahe kihi vahelise energiabarjääri peaaegu nulliks. Täiendav titaandioksiidikiht võimaldab perovskiidi päikesepatarei elektronidel vabalt voolata ränitunneli ristmikule, kus nad rekombineeruvad ränipaneeli elektronidega.



Perovskiit

Miks peaks siis vaeva nägema kahe erineva päikesepatarei tehnoloogia ühendamisega? Ränil ja perovskiidil põhinev tandem-päikesepatarei võib neelata suurema osa päikeseenergiast. Sellised tandem-päikesepaneelid minimeerivad nähtuse, mida tuntakse termiseerumisena. Nii juhtub päikesepatareis, kui footonite energia eraldub kuumusena, kuni see jõuab neelava materjali ribani. Räni imeb footoneid suurepäraselt päikeseenergia spektri tipu suunas (kõrge ribalaius), samas kui perovskiit on osav footonite hõivamiseks alumisest infrapunasegmendist (alumine ribalaius). Need spetsiaalsed neelavad kihid suudavad muuta päikese valguse elektriks tõhusamalt kui üks absorbeerija.

Vaadeldava efektiivsuse osas toimisid selle katse rakud ennustatud vahemiku ülaosas. Individuaalsed kasutatud räni- ja perovskiidikujundused ei olnud kõige arenenumad, kuid efektiivsuse kasv näitab lubadust. Keskmise klassi ränielemendi peale oli virnastatud 12,7-protsendise efektiivsusega perovskiidist päikesepatarei, mille kasutegur oli vaid 11,4 protsenti. Tandemrakk suutis tõusta 17 protsendini, kasvades 50%. Teadlased usuvad, et perovskiidikihi puhastamine ja täiustatud räni päikesepatareide kasutamine võib tuua veelgi parema kasu mööda teed.



Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com