211service.com
Sorte silicium solceller til at fange mere lys
I deres søgen efter at generere mere strøm fra solceller, har mange videnskabsmænd øje på infrarødt lys.
Sprængning af en specielt afstemt laser i nærvær af svovlgas ændrer solcellernes tekstur til at absorbere infrarødt lys. Kredit: Fraunhofer
Cirka en fjerdedel af energien i sollys går stort set tabt på solceller, fordi de ikke kan omdanne lys i det infrarøde spektrum til elektricitet. Det har ført til et aktivt forskningsfelt i såkaldt sort silicium, hvor overfladen på siliciumsolceller modificeres til at absorbere frem for at reflektere infrarødt lys.
Det tyske forskningsinstitut Fraunhofer siger, at det har udviklet en måde at fordoble effektiviteten af sort silicium. Hvis den inkorporeres i eksisterende solcelleproduktion, kan teknikken forbedre siliciumcelleeffektiviteten, som i gennemsnit er omkring 17 procent, med 1 procent. Afhængigt af omkostningerne, som teknologien ville tilføje, kunne det hjælpe med at sænke omkostningerne ved solenergi.
Sort silicium fremstilles ved at slå på solceller med lasere i nærvær af svovlgas for at ændre cellernes tekstur. Dette strukturerer overfladen og integrerer svovlatomer i siliciumgitteret, hvilket får det behandlede materiale til at se sort ud, forklarer Stefan Kontermann, der leder forskningsgruppen Nanomaterials for Energy Conversion på Fraunhofer Institute. udmelding .
Fraunhofer-forskere forbedrede effektiviteten af sort silicium ved at kontrollere laserpulsen, der driver svovlatomerne ind i siliciumcellen. Ændring af svovlets position reducerer mængden af infrarød energi, der er nødvendig for at excitere elektroner, så de omdannes til elektricitet. Det skaber effektivt et mellemenerginiveau, hvor mere infrarødt lys er i stand til at producere elektricitet. Vi brugte laserimpulserne til at ændre det indlejrede svovl for at maksimere antallet af elektroner, der kan klatre op, mens vi minimerer antallet, der kan gå ned igen, siger Kontermann.
Forskere har lavet en prototype-enhed og håber at udvikle en algoritme, der bedst kan bestemme, hvordan laserimpulser skal modificeres for at ændre svovlens energiniveau. Fraunhofer sagde, at det har til hensigt at skabe et spinoff-selskab for at kommercialisere forskningen, så producenterne kan lave tandemsolceller med normalt og sort silicium.
National Renewable Energy Laboratory i Colorado har udviklet en kemisk behandling for at forbedre sort siliciums ydeevne, som er blevet licenseret af Natcore teknologi (se Sort silicium gør solceller billigere).