211service.com
Svarta silikonsolceller för att fånga mer ljus
I jakten på att generera mer kraft från solceller har många forskare sitt öga på infrarött ljus.
Att spränga en speciellt avstämd laser i närvaro av svavelgas ändrar strukturen på solceller för att absorbera infrarött ljus. Kredit: Fraunhofer
Ungefär en fjärdedel av energin i solljus går i princip förlorad på solceller eftersom de inte kan omvandla ljus i det infraröda spektrumet till elektricitet. Det har lett till ett aktivt forskningsfält inom så kallat svart kisel, där ytan på kiselsolceller modifieras för att absorbera snarare än reflektera infrarött ljus.
Tyska forskningsinstitutet Fraunhofer säger att det har utvecklat ett sätt att fördubbla effektiviteten hos svart kisel. Om den införlivas i befintlig solcellstillverkning kan tekniken förbättra kiselcellseffektiviteten, som i genomsnitt är cirka 17 procent, med 1 procent. Beroende på kostnaden för tekniken kan det hjälpa till att sänka kostnaden för solenergi.
Svart kisel tillverkas genom att slå på solceller med laser i närvaro av svavelgas för att ändra cellernas struktur. Detta strukturerar ytan och integrerar svavelatomer i kiselgittret, vilket gör att det behandlade materialet ser svart ut, förklarar Stefan Kontermann, som leder forskningsgruppen Nanomaterials for Energy Conversion vid Fraunhofer Institute. påstående .
Fraunhofer-forskare förbättrade effektiviteten hos svart kisel genom att kontrollera laserpulsen som driver svavelatomerna in i kiselcellen. Att ändra svavlets position minskar mängden infraröd energi som behövs för att excitera elektroner så att de omvandlas till elektricitet. Det skapar effektivt en mellanliggande energinivå där mer infrarött ljus kan producera elektricitet. Vi använde laserpulserna för att ändra det inbäddade svavlet för att maximera antalet elektroner som kan klättra uppåt samtidigt som vi minimerar antalet som kan gå tillbaka, säger Kontermann.
Forskare har gjort en prototypenhet och hoppas kunna utveckla en algoritm för att bäst avgöra hur laserpulser bör modifieras för att ändra svavlets energinivå. Fraunhofer sa att de har för avsikt att skapa ett spinoff-företag för att kommersialisera forskningen så att tillverkare kan göra tandemsolceller med normalt och svart kisel.
National Renewable Energy Laboratory i Colorado har utvecklat en kemisk behandling för att förbättra prestanda för svart kisel, som har licensierats av Natcore-teknik (se Svart kisel gör solceller billigare ).