Niskonakładowa, efektywna produkcja energii
Technologia ogniw słonecznych, która wykorzystuje światło słoneczne do produkcji energii elektrycznej, od lat jest już wdrażana na skalę komercyjną na całym świecie w postaci paneli słonecznych. Jednak głęboka i szeroka penetracja rynku wymaga przezwyciężenia obecnych przeszkód, jakimi są efektywność i koszty. Naukowcy zainicjowali finansowany przez UE projekt "Improved material quality and light trapping in thin film silicon solar cells" (SILICON_LIGHT) , aby zwiększyć efektywność i w ten sposób zmniejszyć koszty produkcji energii. Partnerzy opracowali wysokiej jakości bardzo cienkie warstwy krzemowe na niedrogiej folii plastikowej. Cele techniczne obejmowały opracowanie odpowiednich steksturowanych tylnych kontaktów w celu zmaksymalizowania pułapkowania światła w cienkich warstwach oraz ulepszonych materiałów absorpcyjnych z krzemu mikrokrystalicznego do lepszego odbioru prądu. Ponadto, nowatorskie warstwy transparentnego tlenku przewodzącego (TCO) powinny zredukować straty elektryczne i degradację pod wpływem wilgoci. Naukowcy wyprodukowali folie o długości 30 cm ze steksturowanymi tylnymi kontaktami. Aby zwiększyć efektywność, zastosowali krzem mikrokrystaliczny o wysokim udziale frakcji krystalicznych, wykorzystując proces osadzania, który zapobiega powstawaniu pęknięć lub je osłabia. Do badania warstw wykorzystano wysokorozdzielczą elektronową mikroskopię tunelową. Powstały też nowe materiały TCO, łączące w sobie zalety tlenku cynowo-indowego i tlenek cynku, które z powodzeniem wykorzystano w pilotażowym zakładzie produkcyjnym. Wśród tych alternatywnych materiałów, zidentyfikowano jeden o wyższym wskaźniku wydajności w stosunku do kosztów. Ponadto, w ramach produkcji pilotażowej wyprodukowano ogniwa słoneczne z krzemu amorficznego o strukturze rozpraszającej światło w tylnej części. Innowacyjne materiały i komponenty opracowane w ramach projektu SILICON_LIGHT zostaną wykorzystane przez partnerów projektu w wielu podzespołach i urządzeniach. Ostatecznie dostępność wysokowydajnych tańszych ogniw słonecznych może pozytywnie wpłynąć na stosowanie energii odnawialnej, przynosząc korzyści producentom, użytkownikom końcowym i środowisku.
Słowa kluczowe
Ogniwo słoneczne, krzem cienkowarstwowy, mikrokrystaliczny, transparentny tlenek przewodzący, steksturowane tylne kontakty, mikroskopia elektronowa, krzem amorficzny, światło rozproszone
