Các mô-đun năng lượng mặt trời dựa trên silicon đang thống trị thị trường hiện tại. Tuy nhiên, chúng đắt tiền và có lượng khí thải carbon cao.
Một thế hệ mô-đun mới được chế tạo bằng hợp chất có tên cadmium Telluride (CdTe) đang nổi lên và hơn 25 GW đã được lắp đặt.
Hiệu quả của các tấm pin mặt trời đề cập đến khả năng của các tấm pin chuyển đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng điện.
Các chuyên gia đang tìm cách nâng cao hiệu suất của mô-đun CdTe vì nó có tiềm năng cạnh tranh về hiệu quả nhưng chi phí sản xuất thấp hơn so với mô-đun dựa trên silicon sử dụng silicon đơn tinh thể (c-Si).
các mô-đun CdTe bị loại bỏ. Lượng khí thải carbon của CdTe cũng bằng một nửa so với các mô-đun c-Si và nó đảm bảo việc tái chế
Hiệu suất của CdTe chưa được xử lý rất thấp, thường chỉ khoảng 1%. Tuy nhiên, khi CdTe được xử lý bằng clo (kể cả xử lý CdTe bằng cadimi clorua ở 420oC trong 20 phút) thì hiệu suất của nó tăng lên rõ rệt. Hiệu suất pin kỷ lục là 22%.
Tiến sĩ Pooja Goddardard và Giáo sư Roger Smith của Đại học Loughborough, Tiến sĩ Peter Hatton và Tiến sĩ Michael Watts (tốt nghiệp Tiến sĩ tại Đại học Loughborough) lần đầu tiên đã mô phỏng cơ chế nhờ đó clo cải thiện hiệu quả của CdTe.
Nghiên cứu được thực hiện với sự cộng tác của nhóm nghiên cứu thực nghiệm của Giáo sư Mike Walls tại Trung tâm Công nghệ Hệ thống Năng lượng Tái tạo Loughborough (CREST).
Kết quả nghiên cứu được công bố hôm nay trên tạp chí Nature Communications có thể nâng cao hiểu biết về cách clo có thể nâng cao hiệu suất điện và dẫn đến những điều chỉnh sâu hơn, dẫn đến hiệu quả cao hơn (> 25%). Điều này sẽ giúp các mô-đun năng lượng mặt trời CdTe sản xuất điện với chi phí thấp hơn.
Khi cố gắng tìm hiểu lý do tại sao clo có thể tăng hiệu quả, quan sát chính của các nghiên cứu trước đây là các khuyết tật (được gọi là 'lỗi xếp chồng') đã được loại bỏ sau khi xử lý bằng clo.
Từ lâu, người ta tin rằng việc loại bỏ các lỗi xếp chồng là nguyên nhân nâng cao hiệu quả. Tuy nhiên, các tính toán lý thuyết của nhóm Loughborough cho thấy các lỗi xếp chồng không ảnh hưởng gì đến hiệu suất của tế bào.
Nghiên cứu trước đây của nhóm đã chỉ ra rằng, ngược lại, chính các vùng vật chất được gọi là 'ranh giới hạt', tức là các tinh thể theo các hướng khác nhau được kết nối với nhau, dẫn đến hiệu suất sử dụng pin thấp.
Trong nghiên cứu mới nhất của họ, nhóm của Tiến sĩ Goddard đã sử dụng các phương pháp cơ học lượng tử để hiểu vai trò của clo trong việc nâng cao hiệu quả và loại bỏ các lỗi xếp chồng.
Ranh giới hạt rất phức tạp và đầy khuyết tật, có thể hoạt động như bẫy điện tử (các hạt hạ nguyên tử là chất mang điện chính trong chất rắn), khiến các vùng này 'hoạt động'.
Trong một quá trình được gọi là 'thụ động hóa', clo có thể làm bất hoạt một số bẫy và làm cho ranh giới hạt kém hoạt động hơn, do đó làm tăng hiệu quả của CdTe.
Bài báo mới cho thấy nếu có đủ clo ở các ranh giới hạt, nó sẽ kích hoạt cơ chế xếp tầng, từ đó loại bỏ các lỗi xếp chồng trong cấu trúc.
'Mặc dù sự biến mất của các lỗi xếp chồng không phải là nguyên nhân làm tăng hiệu suất nhưng nếu chúng biến mất thì đó là tín hiệu cho thấy pin CdTe sẽ có hiệu suất tốt. Điều này chưa từng xảy ra trước đây'', Tiến sĩ Goddard được hỏi về tầm quan trọng bằng giấy.
Cô ấy tiếp tục: 'Chúng tôi vui mừng được công bố công trình của mình trên tạp chí Nature Communications, chứng minh giả thuyết của chúng tôi về cách clo không chỉ có thể cải thiện hiệu quả của pin CdTe mà còn loại bỏ các sai sót chính.
'Bước tiếp theo sẽ là xem cách cải thiện hơn nữa hiệu quả >25% bằng cách pha tạp CdTe với các nguyên tố khác. Sự hợp tác liên tục của chúng tôi với CREST cũng sẽ tìm cách tối ưu hóa giao diện giữa CdTe và CdTe. point.
'Mỗi cải tiến nhỏ về hiệu quả đều có nghĩa là công nghệ này đã trở nên cạnh tranh hơn với công nghệ silicon hiện tại.'
Nếu bạn gặp lỗi chính tả, không chính xác hoặc muốn gửi yêu cầu chỉnh sửa nội dung của trang này, vui lòng sử dụng biểu mẫu này. Đối với các yêu cầu chung, vui lòng sử dụng mẫu liên hệ của chúng tôi. Đối với phản hồi chung, vui lòng sử dụng phần bình luận công khai bên dưới (vui lòng làm theo hướng dẫn).
Phản hồi của bạn rất quan trọng đối với chúng tôi. Tuy nhiên, do khối lượng tin tức lớn nên chúng tôi không đảm bảo phản hồi cá nhân.
Địa chỉ email của bạn chỉ được sử dụng để cho người nhận biết ai đã gửi email. Địa chỉ của bạn cũng như địa chỉ của người nhận sẽ không được sử dụng cho bất kỳ mục đích nào khác. Thông tin bạn nhập sẽ xuất hiện trong email của bạn và Tech Xplore sẽ không lưu giữ thông tin đó dưới mọi hình thức.
Trang web này sử dụng cookie để hỗ trợ điều hướng, phân tích việc bạn sử dụng dịch vụ của chúng tôi, thu thập dữ liệu để cá nhân hóa quảng cáo và cung cấp nội dung từ bên thứ ba. Bằng cách sử dụng trang web của chúng tôi, bạn thừa nhận rằng bạn đã đọc và hiểu chính sách bảo mật và điều khoản sử dụng của chúng tôi.
