Modul solar berasaskan silikon menguasai pasaran semasa. Walau bagaimanapun, ia mahal dan mempunyai jejak karbon yang tinggi.
Modul generasi baharu yang dibuat menggunakan sebatian yang dipanggil cadmium telluride (CdTe) sedang muncul, dan lebih daripada 25 GW telah dipasang.
Kecekapan panel solar merujuk kepada keupayaan panel untuk menukar tenaga solar kepada tenaga elektrik.
Pakar sedang berusaha untuk meningkatkan kecekapan modul CdTe kerana ia berpotensi untuk berdaya saing dari segi kecekapan, tetapi kos pembuatan lebih rendah daripada modul berasaskan silikon menggunakan silikon kristal tunggal (c-Si).
modul CdTe yang dibuang. Jejak karbon CdTe juga separuh daripada modul c-Si, dan ia memastikan kitar semula
Kecekapan CdTe yang tidak dirawat adalah sangat rendah, biasanya hanya kira-kira 1%. Walau bagaimanapun, apabila CdTe dirawat dengan klorin (termasuk merawat CdTe dengan kadmium klorida pada 420oC selama 20 minit), kecekapannya meningkat dengan mendadak. Kecekapan bateri rekod ialah 22%.
Dr. Pooja Goddardard dan Profesor Roger Smith dari Universiti Loughborough, dan Dr. Peter Hatton dan Dr. Michael Watts (graduan PhD Universiti Loughborough) mensimulasikan buat pertama kalinya mekanisme klorin meningkatkan kecekapan CdTe.
Penyelidikan itu dilakukan dengan kerjasama pasukan penyelidikan eksperimen Profesor Mike Walls di Pusat Teknologi Sistem Tenaga Boleh Diperbaharui Loughborough (CREST).
Hasil kajian yang diterbitkan hari ini dalam Nature Communications boleh meningkatkan pemahaman tentang bagaimana klorin boleh meningkatkan prestasi elektrik dan membawa kepada pelarasan selanjutnya, yang membawa kepada kecekapan yang lebih tinggi (> 25%). Ini akan membantu modul solar CdTe menghasilkan kos elektrik yang lebih rendah.
Dalam cuba memahami mengapa klorin boleh meningkatkan kecekapan, pemerhatian utama kajian terdahulu ialah kecacatan (dipanggil 'kesalahan susun') telah dikeluarkan selepas rawatan klorin.
Untuk masa yang lama, ia telah dipercayai bahawa mengalih keluar kerosakan susun adalah sebab untuk meningkatkan kecekapan. Walau bagaimanapun, pengiraan teori pasukan Loughborough menunjukkan bahawa kesalahan susun tidak mempunyai kesan ke atas kecekapan sel.
Penyelidikan pasukan sebelum ini telah menunjukkan bahawa, sebaliknya, ia adalah kawasan bahan yang dipanggil 'sempadan butiran', iaitu, kristal dalam arah yang berbeza disambungkan bersama, yang membawa kepada kecekapan bateri yang rendah.
Dalam penyelidikan terbaru mereka, pasukan Dr. Goddard menggunakan kaedah mekanik kuantum untuk memahami peranan klorin dalam meningkatkan kecekapan dan menghapuskan kesalahan susun.
Sempadan butiran sangat kompleks dan penuh dengan kecacatan, yang boleh bertindak sebagai perangkap elektron (zarah subatom yang merupakan pembawa utama elektrik dalam pepejal), menjadikan kawasan ini 'aktif'.
Dalam proses yang dipanggil 'pasif', klorin boleh menyahaktifkan beberapa perangkap dan menjadikan sempadan butiran kurang aktif, dengan itu meningkatkan kecekapan CdTe.
Kertas baru menunjukkan bahawa jika terdapat klorin yang mencukupi dalam sempadan butiran, ia akan mencetuskan mekanisme lata, dengan itu menghapuskan kesalahan susun dalam struktur.
'Walaupun hilangnya kerosakan tindanan bukanlah punca peningkatan kecekapan, jika ia hilang, ia adalah isyarat bahawa bateri CdTe akan mempunyai prestasi yang baik. Ini tidak pernah berlaku sebelum ini,' Dr. Goddard ditanya Kepentingan daripada kertas.
Dia meneruskan: 'Kami berbesar hati untuk menerbitkan karya kami dalam Nature Communications, yang menunjukkan hipotesis kami tentang cara klorin bukan sahaja dapat meningkatkan kecekapan bateri CdTe, tetapi juga menghapuskan kelemahan utama.
'Langkah seterusnya adalah untuk melihat cara untuk meningkatkan lagi kecekapan >25% dengan mendopan CdTe dengan elemen lain. Kerjasama berterusan kami dengan CREST juga akan berusaha untuk mengoptimumkan antara muka antara titik CdTe dan CdTe.
'Setiap peningkatan kecil dalam kecekapan bermakna teknologi telah menjadi lebih kompetitif dengan teknologi silikon semasa.'
Jika anda menghadapi ralat ejaan, ketidaktepatan atau ingin menghantar permintaan edit untuk kandungan halaman ini, sila gunakan borang ini. Untuk pertanyaan umum, sila gunakan borang hubungan kami. Untuk maklum balas umum, sila gunakan bahagian ulasan awam di bawah (sila ikut garis panduan).
Maklum balas anda sangat penting bagi kami. Walau bagaimanapun, disebabkan jumlah berita yang banyak, kami tidak menjamin respons peribadi.
Alamat e-mel anda hanya digunakan untuk memberitahu penerima siapa yang menghantar e-mel. Alamat anda mahupun alamat penerima tidak akan digunakan untuk sebarang tujuan lain. Maklumat yang anda masukkan akan dipaparkan dalam e-mel anda, dan Tech Xplore tidak akan menyimpannya dalam sebarang bentuk.
Laman web ini menggunakan kuki untuk membantu dalam navigasi, menganalisis penggunaan perkhidmatan kami oleh anda, mengumpul data untuk pemperibadian pengiklanan dan menyediakan kandungan daripada pihak ketiga. Dengan menggunakan laman web kami, anda mengakui bahawa anda telah membaca dan memahami dasar privasi dan syarat penggunaan kami.
