Исследователи из Университета Калифорнии (Беркли) разработали новую технологию, которая может снизить стоимость солнечных батарей.
Примерно 90% солнечной батареи состоит из очищенного кремния. Попытки создать элемент питания на основе неочищенного материала — кремния, отягощенного металлами и другими примесями — не привели к успеху, поскольку такой материал ведет себя другим образом и, следовательно, не подходит для производства элементов питания.
"Мы предложили новый подход к использованию кремния, не прошедшего очистку от примесей, — вместо того, чтобы производить дорогостоящую очистку, мы оставляем примеси, но можем манипулировать ими так, чтобы снизить их вредное воздействие, которое они оказывают на эффективность работы солнечной батареи", — отметил Эйк Вебер (Eicke Weber), профессор исследовательского центра в Беркли.
Как показали исследования, затраты на производство элементов питания могут быть существенно уменьшены при использовании новой методики. Индустрия от этого только выиграет и сможет развиваться быстрее, если исследователи сделают несколько шагов в направлении снижения себестоимости производства, а производители обратят внимание на новый подход, предложенный в Беркли.
В своих работах ученые смогли проанализировать как металлические радионуклидные примеси в кремнии реагируют на различные способы обработки при применении высокочувствительного синхротронного рентген-микроскопа, способного выделить частички металла размером около 30 нм.
Отдельные разрозненные нановкрапления препятствуют отдаче электронами их энергии в слое кремния.
Исследователи обнаружили возможность группировать металлические вкрапления путем варьирования температуры кремния. Оказалось, что если материал быстро охладить, то металлические примеси быстро рассеиваются в большом участке. Если же замедлить процесс остывания кремния то металл имеет свойство сосредотачиваться в больших кластерах.
Конечно же, в таком "грязном" варианте кремния электроны все еще проходят меньшее расстояние, чем в полностью очищенном материале, но экономически гораздо более выгодно использовать неочищенный, но обработанный материал, чем полностью его очищать от вредных примесей. Таким образом повышена эффективность солнечных элементов питания при снижении затрат на производство.
Источник: EE Times