Gwell Paneli Solar Silicon

Mae ymchwilwyr yn Adran Ynni'r UD' s Labordy Ynni Adnewyddadwy Cenedlaethol (NREL) ac Ysgol Mwyngloddiau Colorado yn defnyddio techneg newydd i nodi diffygion mewn celloedd solar silicon sy'n achosi cwymp mewn effeithlonrwydd. Gallai'r gwersi a ddysgir ar y lefel atomig arwain at welliannau yn y ffordd y mae gweithgynhyrchwyr yn cryfhau eu cynhyrchion yn erbyn yr hyn a elwir yn ddiraddiad a achosir gan olau.

Mae diraddiad a achosir gan olau, neu LID, yn eillio effeithlonrwydd celloedd solar silicon tua 2%, sy'n ychwanegu at ostyngiad sylweddol mewn allbwn pŵer dros oes 30- i 40 mlynedd y dechnoleg a ddefnyddir yn y maes. Mae celloedd solar a wneir o silicon yn cyfrif am fwy na 96% o'r farchnad fyd-eang, ac mae'r lled-ddargludydd a ddefnyddir amlaf a ddefnyddir i weithgynhyrchu'r celloedd hyn wedi'i wneud o silicon wedi'i dopio â boron. Ond mae silicon wedi'i docio â boron yn agored i LID, felly mae gweithgynhyrchwyr wedi datblygu dulliau i sefydlogi'r modiwlau solar.

Heb ddealltwriaeth o'r diffygion ar y lefel atomig, dywedodd yr ymchwilwyr ei bod yn amhosibl rhagweld sefydlogrwydd y modiwlau hynny.

& quot; Mae rhai o'r modiwlau wedi'u sefydlogi'n llwyr. Dim ond hanner sefydlog yw rhai ohonynt," meddai Abigail Meyer, Ph.D. ymgeisydd yn Mines ac ymchwilydd yn NREL. Hi yw prif awdur papur newydd sy'n manylu ar ymdrechion i nodi ffynhonnell y ffenomen LID. Mae'r erthygl," Strwythur Atomig Diffyg Effeithlonrwydd Ysgafn a Ysgogwyd yn Ddiffyg mewn Celloedd Solar Silicon Czochralski Boron-Doped," yn ymddangos yn y cyfnodolynYnni& Gwyddor yr Amgylchedd.

Ei chyd-awduron yw Vincenzo LaSalvia, William Nemeth, Matthew Page, David Young, Paul Stradins, pob un o NREL; Sumit Agarwal, Michael Venuti, a Serena Eley, sy'n hanu o Fwyngloddiau; a P. Craig Taylor, athro Mwyngloddiau wedi ymddeol a ymgynghorodd ar yr ymchwil.

Dywedodd Stradins, prif wyddonydd ac arweinydd prosiect mewn ymchwil ffotofoltäig silicon yn NREL, fod problem LID wedi'i hastudio ers degawdau ond nad yw union natur microsgopig yr hyn sy'n achosi'r diraddiad wedi'i bennu. Mae ymchwilwyr wedi dod i'r casgliad, trwy arbrofi a theori anuniongyrchol, bod y broblem yn lleihau pan ddefnyddir llai o boron neu pan fydd llai o ocsigen yn bresennol yn y silicon.

Roedd y cydweithrediad rhwng ymchwilwyr NREL ac Mines yn dibynnu ar gyseiniant paramagnetig electron (EPR) i nodi diffygion sy'n gyfrifol am y LID. Am y tro cyntaf, datgelodd yr archwiliad microsgopig lofnod diffyg amlwg wrth i'r sampl o gelloedd solar gael eu diraddio'n fwy gan olau. Diflannodd y llofnod diffyg pan gymhwysodd y gwyddonwyr y dyfynbris empirig &; quot adfywio &; broses i wella'r LID y mae diwydiant wedi'i fabwysiadu. Er mawr syndod iddynt, daeth yr ymchwilwyr o hyd i ail," eang" Llofnod EPR yr effeithir arno gan amlygiad golau, sy'n cynnwys llawer mwy o atomau dopant nag sydd â diffygion LID. Roeddent yn damcaniaethu nad yw pob newid atomig a achosir gan olau yn arwain at y LID.

Gellir ymestyn y technegau a ddatblygwyd i astudio LID i ddatgelu mathau eraill o ddiffygion diraddiol mewn celloedd solar silicon ac mewn deunyddiau lled-ddargludyddion eraill a ddefnyddir mewn ffotofoltäig gan gynnwys cadwriwm telluride a perovskites, nododd y gwyddonwyr.

Ariannodd y Swyddfa Technolegau Ynni Solar yn yr Adran Ynni yr ymchwil.