Op silicium gebaseerde zonnepanelen domineren de huidige markt. Ze zijn echter duur en hebben een hoge ecologische voetafdruk.
Er is een nieuwe generatie modules in opkomst, gemaakt met behulp van een verbinding genaamd cadmiumtelluride (CdTe), en er is al meer dan 25 GW geïnstalleerd.
Het rendement van zonnepanelen verwijst naar het vermogen van panelen om zonne-energie om te zetten in elektrische energie.
Deskundigen proberen de efficiëntie van CdTe-modules te verbeteren omdat deze het potentieel heeft om concurrerend te zijn in termen van efficiëntie, maar de productiekosten zijn lager dan die van op silicium gebaseerde modules die gebruik maken van monokristallijn silicium (c-Si).
gesloopte CdTe-modules. De CO2-voetafdruk van CdTe is ook de helft van die van c-Si-modules en zorgt voor de recycling ervan
De efficiëntie van onbehandelde CdTe is zeer laag, gewoonlijk slechts ongeveer 1%. Wanneer CdTe echter wordt behandeld met chloor (inclusief de behandeling van CdTe met cadmiumchloride bij 420oC gedurende 20 minuten), neemt de efficiëntie ervan sterk toe. De recordbatterijefficiëntie bedraagt 22%.
Dr. Pooja Goddardard en Professor Roger Smith van de Loughborough University, en Dr. Peter Hatton en Dr. Michael Watts (PhD-afgestudeerden van de Loughborough University) simuleerden voor het eerst het mechanisme waarmee chloor de efficiëntie van CdTe verbetert.
Het onderzoek werd gedaan in samenwerking met het experimentele onderzoeksteam van professor Mike Walls van het Loughborough Renewable Energy System Technology Center (CREST).
De resultaten van het onderzoek dat vandaag in Nature Communications is gepubliceerd, kunnen het inzicht vergroten in hoe chloor de elektrische prestaties kan verbeteren en tot verdere aanpassingen kunnen leiden, wat leidt tot een hoger rendement (> 25%). Dit zal CdTe-zonnepanelen helpen goedkopere elektriciteit te produceren.
Bij het proberen te begrijpen waarom chloor de efficiëntie kan verhogen, was de belangrijkste observatie van eerdere onderzoeken dat defecten ('stapelfouten' genoemd) werden verwijderd na chloorbehandeling.
Lange tijd werd aangenomen dat het verwijderen van stapelfouten de reden is voor het verbeteren van de efficiëntie. Uit de theoretische berekeningen van het team uit Loughborough blijkt echter dat stapelfouten geen effect hebben op de celefficiëntie.
Uit eerder onderzoek van het team is gebleken dat het juist de materiële gebieden zijn die 'korrelgrenzen' worden genoemd, dat wil zeggen dat kristallen in verschillende richtingen met elkaar zijn verbonden, wat leidt tot een lage batterij-efficiëntie.
In hun laatste onderzoek gebruikte het team van Dr. Goddard kwantummechanische methoden om de rol van chloor te begrijpen bij het verbeteren van de efficiëntie en het elimineren van stapelfouten.
De korrelgrenzen zijn zeer complex en vol met defecten, die kunnen fungeren als elektronenvallen (subatomaire deeltjes die de belangrijkste dragers van elektriciteit in een vaste stof zijn), waardoor deze gebieden 'actief' worden.
In een proces dat 'passivering' wordt genoemd, kan chloor sommige vallen inactiveren en de korrelgrenzen minder actief maken, waardoor de efficiëntie van CdTe toeneemt.
Het nieuwe artikel laat zien dat als er voldoende chloor in de korrelgrenzen zit, dit het cascademechanisme in werking zal stellen, waardoor stapelfouten in de structuur worden geëlimineerd.
'Hoewel het verdwijnen van stapelfouten niet de oorzaak is van de toename van de efficiëntie, is het verdwijnen ervan een signaal dat de CdTe-batterij goede prestaties zal leveren. Dit is nog nooit eerder gebeurd', werd Dr. Goddard gevraagd. van papier.
Ze vervolgde: 'We zijn verheugd ons werk in Nature Communications te kunnen publiceren, wat onze hypothese demonstreert over hoe chloor niet alleen de efficiëntie van CdTe-batterijen kan verbeteren, maar ook belangrijke tekortkomingen kan elimineren.
'De volgende stap zal zijn om te kijken hoe we de efficiëntie van >25% verder kunnen verbeteren door CdTe met andere elementen te doteren. Onze voortdurende samenwerking met CREST zal er ook naar streven om de interface tussen CdTe en CdTe te optimaliseren. punt.
'Elke kleine verbetering in efficiëntie betekent dat de technologie competitiever is geworden met de huidige siliciumtechnologie.'
Als u spelfouten of onjuistheden tegenkomt of een bewerkingsverzoek wilt indienen voor de inhoud van deze pagina, kunt u dit formulier gebruiken. Voor algemene vragen kunt u ons contactformulier gebruiken. Voor algemene feedback kunt u het openbare commentaargedeelte hieronder gebruiken (volg de richtlijnen).
Uw feedback is erg belangrijk voor ons. Vanwege de grote hoeveelheid nieuws kunnen wij echter geen persoonlijke reactie garanderen.
Uw e-mailadres wordt alleen gebruikt om de ontvanger te laten weten wie de e-mail heeft verzonden. Noch uw adres, noch het adres van de ontvanger zullen voor enig ander doel worden gebruikt. De informatie die u invoert, verschijnt in uw e-mail en Tech Xplore bewaart deze in geen enkele vorm.
Deze website maakt gebruik van cookies om te helpen bij het navigeren, om uw gebruik van onze diensten te analyseren, om gegevens te verzamelen voor het personaliseren van advertenties en om inhoud van derden aan te bieden. Door onze website te gebruiken, erkent u dat u ons privacybeleid en onze gebruiksvoorwaarden hebt gelezen en begrepen.
