Drogi Użytkowniku!

W związku z odwiedzaniem naszych serwisów internetowych możemy przetwarzać Twój adres IP, pliki cookies i podobne dane nt. aktywności lub urządzeń użytkownika. Jeżeli dane te pozwalają zidentyfikować Twoją tożsamość, wówczas będą traktowane dodatkowo jako dane osobowe zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady 2016/679 (RODO).

Administratora tych danych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz w Polityce Prywatności pod tym linkiem.

Jeżeli korzystasz także z innych usług dostępnych za pośrednictwem naszych serwisów, przetwarzamy też Twoje dane osobowe podane przy zakładaniu konta, rejestracji na eventy, zamawianiu prenumeraty, newslettera, alertów oraz usług online (w tym Strefy Premium, raportów, rankingów lub licencji na przedruki).

Administratorów tych danych osobowych, cele i podstawy przetwarzania oraz inne informacje wymagane przez RODO znajdziesz również w Polityce Prywatności pod tym linkiem. Dane zbierane na potrzeby różnych usług mogą być przetwarzane w różnych celach, na różnych podstawach oraz przez różnych administratorów danych.

Pamiętaj, że w związku z przetwarzaniem danych osobowych przysługuje Ci szereg gwarancji i praw, a przede wszystkim prawo do odwołania zgody oraz prawo sprzeciwu wobec przetwarzania Twoich danych. Prawa te będą przez nas bezwzględnie przestrzegane. Jeżeli więc nie zgadzasz się z naszą oceną niezbędności przetwarzania Twoich danych lub masz inne zastrzeżenia w tym zakresie, koniecznie zgłoś sprzeciw lub prześlij nam swoje zastrzeżenia pod adres odo@ptwp.pl. Wycofanie zgody nie wpływa na zgodność z prawem przetwarzania dokonanego przed jej wycofaniem.

W dowolnym czasie możesz określić warunki przechowywania i dostępu do plików cookies w ustawieniach przeglądarki internetowej.

Jeśli zgadzasz się na wykorzystanie technologii plików cookies wystarczy kliknąć poniższy przycisk „Przejdź do serwisu”.

Zarząd PTWP-ONLINE Sp. z o.o.

PARTNER PORTALU

Przyszłość fotowoltaiki leży w wysokowydajnych ogniwach słonecznych

Autor: Radosław Zieniewicz
19 kwi 2019 09:00

Krzemowe ogniwa słoneczne dominują dziś na rynku fotowoltaicznym. Jednak kwestią czasu jest, kiedy ta technologia osiągnie swoją teoretyczną, maksymalną wydajność. Przyszłością rynku fotowoltaiki są wielofunkcyjne, "hybrydowe" ogniwa słoneczne, łączące kilka materiałów absorbera, umożliwiając tym same lepsze wykorzystanie energetyczne widma promieniowania słonecznego. Świadczą o tym badania przeprowadzone przez naukowców z Fraunhofer ISE, którzy we współpracy z partnerami osiągnęli nowy rekord wydajności wynoszący 22,3% dla wielofunkcyjnego ogniwa słonecznego, wykonanego z materiałów krzemowych i półprzewodnikowych III-V.

Krzemowe ogniwa słoneczne dominują dziś na rynku fotowoltaicznym, ale technologia ta zbliża się do swojej teoretycznej maksymalnej wydajności, którą można osiągnąć przy zastosowaniu krzemu jako jedynego materiału absorbera. Natomiast wielofunkcyjne ogniwa słoneczne, łączące kilka materiałów absorbera, umożliwiają lepsze wykorzystanie energetyczne widma promieniowania słonecznego. Ze względu na swój większy potencjał wydajności, wielofunkcyjne ogniwa słoneczne mają przed sobą obiecującą przyszłość.

Świadczą o tym badania przeprowadzone przez naukowców z Fraunhofer ISE, którzy  we współpracy z partnerami osiągnęli nowy rekord wydajności wynoszący 22,3% dla wielofunkcyjnego ogniwa słonecznego wykonanego z materiałów krzemowych i półprzewodnikowych III-V. Wyjątkowym osiągnięciem jest to, że warstwy III-V były bezpośrednio wyhodowane na krzemie.

Udane połączenie tylko najlepszych materiałów

Łącząc różne materiały półprzewodnikowe, naukowcy zajmujący się ogniwami słonecznymi próbują przekroczyć teoretyczny limit sprawności wynoszący 29,4% dla pojedynczego ogniwa krzemowego i jeszcze efektywniej konwertować światło słoneczne na energię elektryczną.

Obiecujące jest połączenie materiału krzemowego ze związkami półprzewodnikowymi III-V, takimi choćby jak arsenek galu. Aby to osiągnąć, należy najpierw wytworzyć struktury ogniw słonecznych III-V na podłożach z arsenku galu, następnie przenieść je do ogniwa krzemowego za pomocą technologii łączenia półprzewodników i wreszcie wytrawić podłoże z arsenku galu.

Innym, mniej kosztownym podejściem jest jednak bezpośrednia uprawa warstw III-V na krzemowym ogniwie słonecznym. W tym drugim podejściu, struktura atomowa musi być bardzo dobrze kontrolowana podczas wzrostu warstwy tak, że atomy galu i fosforu układają się na właściwych miejscach sieci, dosłownie na styku z materiałem krzemowym.

Ponadto, odległość między atomami w sieci krystalicznej musi być sztucznie zwiększona w celu wyprodukowania arsenku galu. Naukowcy pracują nad tymi wyzwaniami od ponad dziesięciu lat. Teraz są oni w stanie znacznie zmniejszyć gęstość występujących defektów w warstwach półprzewodnikowych III-V na krzemie i z powodzeniem wyprodukowali ogniwo słoneczne "hybrydowe" III-V/Si, które osiągnęło nowy rekord wydajności, wynoszący 22,3 procent. Naukowcy wykorzystali  tu technologię bezpośredniej hodowli warstw III-V. Wartość wydajności została opublikowana 25 grudnia 2018 roku w uznanej na całym świecie tabeli najlepszych wydajności ogniw badawczych na świecie.

Jesteśmy bardzo zadowoleni z tego wyniku bezpośredniego rozwoju półprzewodników III-V na krzemie, co jest ważnym podejściem badawczym dla ogniw "hybrydowych"– mówi dr Andreas Bett, dyrektor instytutu Fraunhofer ISE. – We Freiburgu budujemy obecnie nowe centrum badawcze nad wysokowydajnymi ogniwami słonecznymi. Nasze prace nad ogniwami "hybrydowymi" będą prowadzone w nowych obiektach naukowych po ukończeniu ich budowy, w 2020 roku. Wraz z ulepszoną infrastrukturą techniczną oczekujemy szybkiego przyspieszenia rozwoju wielofunkcyjnych ogniw słonecznych opartych na krzemie i półprzewodnikach.

Liczy się też opłacalność produkcji

W ramach projektu MehrSi, w ostatnich latach zbadano i stale optymalizowano w ścisłej współpracy z grupami badawczymi profesora Thomasa Hannappela na TU Ilmenau i profesora Kerstina Volza na Uniwersytecie Philipps w Marburgu połączenie kryształu krzemu z pierwszą warstwą półprzewodnikową III-V fosforku galu. W początkowej fazie projektu, uszkodzenia struktury krystalicznej były najpierw bardzo widoczne, ale w ramach postępu prac naukowych stopniowo je minimlaziowano.

Rekordowa wydajność naszego "hybrydowego" ogniwa słonecznego III-V/Si pokazuje, że osiągnęliśmy bardzo dobre zrozumienie materiałów – wyjaśnia dr Frank Dimroth, koordynator projektu MehrSi. – Dzięki udanemu bezpośredniemu wzrostowi warstw III-V na krzemie możemy uniknąć stosowania drogich substratów III-V do epitaksji. Takie podejście jest zatem kluczową technologią dla opłacalnej produkcji wysokowydajnych tandemowych ogniw słonecznych w przyszłości – zauważa naukowiec.

Projekt MehrSi, w ramach którego stworzono rekordowe wielofunkcyjne ogniwo słoneczne na krzemie, został sfinansowany przez niemieckie Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań BMBF. Partnerami projektu byli: TU Ilmenau, Philipps University of Marburg oraz producent systemów AIXTRON SE. 

Źródło: Fraunhofer ISE

O rozwoju nowoczesnych i wydajnych technologiach przetwarzania energii słonecznej, które zdominują rynek fotowoltaiki będą rozmawiali eksperci  podczas nowego eventu Grupy PTWP - 4 Buildings (15-17 listopada 2019 r., Katowice)!

ZAREZERWUJ TERMIN NA 4BUILDINGS: 15-17 LISTOPADA 2019 r., MIĘDZYNARODOWE CENTRUM KONGRESOWE W KATOWICACH WWW.4BUILDINGS.PL

Komentarze

Zaloguj się

Zobacz także