| 0 |
|
Уже в 80-е годы прошлого века было установлено, что обработка теллурида кадмия (CdTe) хлоридом кадмия улучшает эффективность работы солнечных батарей из этого материала.
Однако лишь теперь, десятилетия спустя открытия этого эффекта, команда, объединившая специалистов Окриджской Национальной лаборатории (ORNL) и Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США, а также Университета Толедо (Испания), применив электронную микроскопию и компьютерное моделирование, смогла прояснить физический механизм, лежащий в его основе. Итоги исследования опубликованы в журнале Physical Review Letters (PRL).
Тонкопленочные солнечные элементы из CdTe считаются потенциальным соперником кремниевых фотоэлектронных систем, ввиду простоты их изготовления и (теоретически) более низкой себестоимости получаемой электроэнергии. Сравнительно небольшая фактическая эффективность, тем не менее, сдерживала широкое внедрение данной технологии, и прежде всего в домашних приложениях.
Такое положение обусловило большой интерес к технологии обработки CdTe хлоридом кадмия, по не совсем понятным причинам существенно повышающей эффективность таких батарей.
Карты токов, индуцированных в солнечных элементах электронным лучом, до (вверху) и после (внизу) обработки хлоридом кадмия
Прояснить природу этого «магического» эфффекта, как отмечает Чень Ли (Chen Li), первый автор статьи в PRL, позволило исследование материала на атомарном уровне.
Сравнив солнечные элементы до и после обработки, ученые установили, что улучшение производительности связано с границами зерен — дефектами атомарного уровня, которые обычно затрудняют захват носителей заряда и снижают эффективность солнечных батарей.
Однако исследование структуры обработанной хлором пленки усовершенствованным электронным микроскопом показало, что атомы хлора замещают атомы теллура на границах зерен, создавая там электрические поля, работающие на увеличение фотоэлектрической производительности материала.
Объяснение этого явления позволило указать путь дальнейшего повышения кпд преобразования.
В настоящее время рекордный кпд для батарей CdTe составляет 20,4%, выравнивая же границы зерен в одном направлении, как полагает Ли, его можно улучшить еще больше, приблизившись к теоретическому максимуму, 32%.
Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365
| 0 |
|
