Светски рекорд у соларним ћелијама генерисаним путем

Истраживачи постижу ефикасност од 19 процената

Себастиан Еиселе (десно) и Тобиас Родер, доктори на Институту за физичку електронику (ИПЕ) на Универзитету у Стуттгарту, са соларном ћелијом обрађеном ласером. Ласер се види у позадини са леве стране. © Универзитет у Штутгарту
читају наглас

Научници из Стуттгарта годинама раде на развоју нових принципа и производних процеса за соларне ћелије. Сада су успели нови државни удар: Истраживачи су произвели соларну ћелију направљену од кристалног силицијума са ласером, чија је ефикасност од 19 процената. Претходне „ласерске“ соларне ћелије имале су ефикасност од само 16 процената. Индустријски поступак је посебно погодан за још тање соларне ћелије.

У производњи соларних ћелија до сада је било уобичајено у индустрији да се силиконске плочице на високим температурама обезбеђују у такозваној дифузијској пећи са "пн спајањем", што је пресудно за функционисање соларне ћелије - прелазак материјала у кристале полуводича.

Загрејани слој силицијума

Себастиан Еиселе, Тобиас Родер и Јурген Кохлер са Института за физичку електронику (ИПЕ) Универзитета у Стуттгарту, међутим, тај прелаз постижу пулсним ласером. У ту сврху се на површину силиконске резине прво наноси таласни слој фосфора који води електричну струју кроз дефектне електроне (п-тип).

Након тога, ласерски импулс траје око милијарду секунде загрева силиконски слој на дубини мањој од једног милионитог метра до око 2000 степени Целзијуса. Фосфор на површини меша се са течношћу на овој температури силицијум и затим се у делићима секунде уграђује у кристализујући силицијум. На пример, фосфор на површини силицијума претвара изворни силикон п-типа у н-тип (нормалан електрон) и формира пн спој.

Све се догодило у 100 милијарди секунде

За квалитет соларне ћелије од пресудног је значаја то што је ласер фокусиран само на траку ширине око пет хиљада у милиметру - али дужину неколико центиметара. Само на тај начин, према истраживачима, може се произвести пн спој у патентираном процесу без грешака. дисплеј

Пресудни производни процес соларне ћелије траје само око 100 милијарди секунде у свакој тачки. Ласер се, дакле, скенира пуцањем у размацима мањим од једне хиљаде хиљада секунде по површини силиконске резине. То омогућава обраду чак и великих површина соларних ћелија у врло кратком року.

У сарадњи са разним соларним компанијама, ИПЕ сада ради на индустријализацији процеса, што ће додатно смањити трошкове производње соларних ћелија. Светско тржиште фотонапонских производа у међувремену је порасло на око 50 милијарди евра продаје. Више од 90 одсто продатих соларних модула састоји се од само око 180 микрона танких кришки кристалног силицијума.

Цене би требало да наставе да падају

Стално повећање обима производње, ефикасности, чак и тањих ћелија и развој нових, економичних производних процеса значи да трошкови производње ћелија и модула стално падају. Циљ светског истраживања и развоја је да се смање трошкови производње соларних електроенергетских система до око 2015, тако да фотонапонска електрична енергија кошта само око 20 центи / киловат сат. Тада би то морало имати исту цену као "струја из утичнице".

(идв - Универзитет у Штутгарту, 20.05.2009. - ДЛО)