2019-05-15 05:42:02
解决了可以提高太阳能电池板效率的科学难题

拉夫堡大学博士学生帮助阐明了太阳能电池板的难题,这可能会导致更高效的设备开发。

世界上大多数太阳能电力目前由太阳能电池板(也称为光伏电池板)生产,这些太阳能电池板由硅制成。

最近,已经创建了由称为碲化镉(CdTe)的半导体材料制成的新太阳能电池板。

已经发现CdTe板以比硅板更低的成本发电,并且通过向碲化镉中添加称为硒的元素而带来效率的显着提高。

因此,来自CdTe太阳能发电场的电力生产成本比化石燃料更便宜,从而为全世界带来经济和环境效益。

到目前为止,人们还不清楚为什么硒可以提高效率,但感谢Tom Fiducia博士。研究学生在可再生能源系统技术中心(CREST)和一个国际研究团队,这个难题已经解决。

汤姆曾与CREST,杜伦大学,牛津大学和美国科罗拉多州立大学的领先太阳能专家合作,探讨硒在太阳能电池板中的作用,该组织的研究结果发表在Nature Energy上 - 每月一次同行评审的科学期刊,只分享自然科学和社会科学的顶级能源研究。

他们的论文题为“了解硒在高效硒合金化碲化物太阳能电池的缺陷钝化中的作用”,该论文揭示了硒通过克服CdTe板中有害的原子级缺陷的影响而起作用。

这解释了当太阳光照射到太阳能电池板时产生的电子(携带电的亚原子粒子)的效率提高,不太可能被捕获并在缺陷处丢失。这增加了提取的功率量。

汤姆是该论文的第一作者,他说该团队通过测量含硒板发出的光量来发现这种“意外”行为。

由于硒不均匀地分布在面板上,他们比较了从存在少量硒的区域和硒非常浓的区域发出的“发光”。

汤姆解释说:“虽然看起来反直觉,但是没有缺陷的良好太阳能电池材料在发光方面非常有效,因此发光很强。

“我们将含硒太阳能电池发出的发光分辨率约为1 / 10,000毫米,并将其与电池完全相同区域的硒浓度的类似高分辨率图进行比较。

“当您看到富含硒的区域发出比纯碲化镉更明亮的数据时,这是非常明显的,并且效果非常强烈。”

汤姆希望这些发现能够改善太阳能电池板并提高全球用量。

他评论说:“现在可以更好地了解硒引起的效率提高,有可能利用这些知识进一步提高碲化镉太阳能电池板的效率。

“例如,这可以通过简单地增加装置中的硒量或改变其在细胞内的分布来实现。

“如果提高效率,这将进一步降低电价,并对采用该技术的地区产生直接的积极影响。”

他出现在“自然能源”杂志上,他说:“能够确保你的工作走在正确的路线上是件好事。

“我希望结果对其他研究人员有用,并最终产生积极影响。”

Michael Walls教授,Photovoltaics教授和监督Tom博士的学术博士。研究称:“现在我们知道硒如何提高太阳能电池的效率,应该可以进一步提高功率输出。

“这是国际团队合作的一个很好的例子,他们共同贡献自己的专业知识和设施,并对设备的真正运作方式有了基本的了解。”

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