Тънкослойни контактори обещават по-ефективни слънчеви клетки

Ефективността на слънчевите клетки може да се увеличи чрез нов тип тънкослойни контактори, разработени от изследователите в KAUST, обяви институтът.

Подобряването на ефективността на слънчевите клетки изисква внимателно проучване на всеки аспект от техния дизайн. Първо, това означава подобряване на качеството на абсорбиращия материал, за да се постигне максимално преобразуване на фотоните в отрицателно заредени електрони и положително заредени дупки. След това архитектурата на устройството трябва да бъде оптимизирана, за да се гарантира, че тези носители на заряд могат да се движат ефективно през материала. Накрая и електрическите контактори трябва да бъдат усъвършенствани.

Точно върху тази трета стъпка са се фокусирали Ксинбо Янг и колегите му от соларния център KAUST и KAUST Core Lab заедно с колеги от Австралийския национален университет. Те разработват електронно-селективни тънкослойни контактори за силициеви слънчеви клетки.

Интерфейсът между силиция и металния контактот може да се окаже бариера с високо съпротивление за електрическия ток. Освен това електронните състояния на повърхността на силиция позволяват на носителя на заряда да се рекомбинира, което намалява ефективността на преобразуване. Традиционно в този случай се прилагат скъпи процеси като дифузия и отлагане на допълнителни слоеве с химически пари, за да се намали съпротивлението на контактната зона и рекомбинацията на носителя.

Янг и екипът му се справят с проблема, като поставят танталов нитрид върху силиций, използвайки метод, известен като „отлагане на атомен слой“: те правят това чрез излагане на повърхността на газ, което води до полагането на висококачествен тънък слой с дебелина един атом.

„Електроно-селективните тантало-нитридни контактори могат едновременно да намалят рекомбинацията на носителя на заряда и съпротивлението при контакта“, обяснява Янг. „Това може да опрости изработката на устройството и да намали производствените разходи“.

На база тази разработка екипът е създал и силициева слънчева клетка, която използва електроно-селективен тантало-нитрид-метален контактор. Експериментите с него показват, че той подобрява ефективността на преобразуване на електроенергията – съотношението между изходящата електрическа мощност и оптичното входно захранване е с над 20% по-добро в сравнение с аналогично контролно устройство, изградено без танталов нитрид. Учените също са установили, че по този начин може да се опрости последователността при производство на устройстата и да се намалят разходите.

„Проучваме и потенциалното приложение на слоевете тантало-нитид-метален транспортен слой при органични и перовскитни соларни клетки“, обяснява ученият и главният изследовател на KAUST Стефаан Де Волф.

Снимка: KAUST

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*