Tania energia elektryczna dzięki cienkowarstwowym ogniwom słonecznym
Naukowcy na całym świecie od dawna próbują opracować tanie ogniwa słoneczne, dzięki którym energia solarna stałaby się tańsza i szerzej dostępna. Ogniwa takie powinny być bardzo wydajne, a jednocześnie nadawać się do łatwej i szybkiej produkcji. W ramach projektu INDUCIS (Development and industrial implementation of cost effective advanced CIGS photovoltaic technologies) naukowcy wykorzystali potencjał ogniw słonecznych opartych na CIGS, aby zbudować wysokowydajne urządzenia fotowoltaiczne oraz metodę elektroosadzania, umożliwiającą tanią produkcję komercyjną. Na rynku wyraźnie widoczna jest zacięta konkurencja między różnymi technologiami fotowoltaicznymi, a naukowcy z UE starają się wypracować przewagę w dziedzinie technologii cienkowarstwowych, które są obecnie najbardziej popularne. Szczegółowa charakterystyka procesu elektroosadzania oraz określenie głównych mechanizmów utraty sprawności w takich ogniwach, przeprowadzone przez zespół INDUCIS, pomogą w realizacji tego celu. Uczeni zademonstrowali nowe, proste metodologie nadające się do oceny warstw absorbera CIGS na linii produkcyjnej. Stosunek ilości galu do indu i siarki do selenu na powierzchni absorbera określa pasmo wzbronione warstwy CIGS, napięcie jałowe oraz sprawność konwersji modułu słonecznego. Nowo opracowane metody monitorowania, oparte na połączeniu spektroskopii ramanowskiej i fotoluminescencyjnej, umożliwiły zespołowi ocenę selektywnego osadzania materiałów na różnych warstwach urządzenia: okienku, warstwie buforowej i absorberze. Badacze opracowali też nowe metody rozpraszania światła do monitorowania in situ procesu elektroosadzania w czasie rzeczywistym. Chodzi tu między innymi o ramanowską analizę rozpraszania w kąpieli elektrolitycznej oraz techniki kontrolowania wzrostu elektroosadzanej warstwy. Wysoka sprawność i niskie koszty urządzeń fotowoltaicznych mają kluczowe znaczenie dla przyspieszenia rozwoju i wdrażania technologii niskoemisyjnych. Elektroosadzanie CIGS umożliwia poprawę wydajności i wykorzystania materiałów. Pozwala też na zmniejszenie kosztów produkcji modułów słonecznych oraz upowszechnienie energii słonecznej dzięki możliwości wytwarzania ogniw przy pomocy ciągłej metody roll-to-roll.
Słowa kluczowe
Elektryczność, cienkie warstwy, ogniwa słoneczne, CIGS, elektroosadzanie, INDUCIS, fotowoltaiczne
