Krzemowy klucz do taniej i superefektywnej fotowoltaiki
Finansowany przez UE projekt DISC odpowiada na potrzebę ograniczenia zużycia paliw kopalnych poprzez opracowanie kluczowych technologii dla wysokowydajnych ogniw i paneli fotowoltaicznych następnej generacji. Projekt DISC „skupia się na jedynym sposobie pełnego wykorzystania potencjału krzemu przez wykorzystanie tzw. kontaktów pasywujących lub selektywnych dla nośnika kontaktów i złącz, czyli kontaktów, które pozwalają nośnikowi na przejście bez rekombinacji", mówi koordynator dr Byungsul Min. „Takie kontakty umożliwiają stworzenie prostej architektury urządzenia, zmniejszają grubość płytek krzemowych i zwiększają sprawność energetyczną – to wszystkie kluczowe elementy, dzięki którym koszty energii elektrycznej będą bardzo niskie, a ich wpływ na środowisko minimalny”. Zespół ocenia wykonalność przemysłową dwustronnych ogniw słonecznych ze złączami selektywnymi dla nośnika (CSJ), zoptymalizowaną metalizacją i przezroczystymi tlenkami przewodzącymi (TCO). Wysoce wydajne ogniwa i panele fotowoltaiki krzemowej Partnerzy projektu identyfikują i rozwijają pojedyncze komponenty o największym potencjale w zakresie znaczących postępów w dziedzinie CSJ, TCO, przedmiotów metalizacji i urządzeń końcowych. Z technologicznego punktu widzenia projekt DISC koncentruje się na wydajności przekraczającej 25,5 % w przypadku ogniw o dużej powierzchni i ponad 22 % w przypadku paneli. W pierwszym wspólnym doświadczeniu uzyskano wydajność ogniwa wynoszącą nawet 21,2 %. Dr Min traktuje wyznaczenie tak ambitnych celów jako zachętę do dalszej pracy. Szczegółowe charakterystyki i symulacje wykazały, że TCO ograniczają osiągnięcie wyższej wydajności ogniw. Dzieje się tak dlatego, że doskonała jakość pasywacji powierzchni styków pasywujących na bazie polikrystalicznego krzemu ulega znacznemu wyczerpaniu podczas etapu depozycji TCO. „W rezultacie, ten etap procesu wymaga modyfikacji w celu zmniejszenia degradacji jakości pasywacji spowodowanej uszkodzeniami powstałymi w wyniku rozpylania”, wyjaśnia dr Min. Zespół projektu DISC jako możliwe rozwiązania wybrał TCO z dodatkami wodorowymi. W kierunku energooszczędnej i przystępnej cenowo fotowoltaiki Aby zwiększyć opłacalność i atrakcyjność prototypów fotowoltaicznych, naukowcy ocenią ich wpływ na środowisko, społeczeństwo i gospodarkę oraz korzyści w całym łańcuchu wartości. Planuje się przedłużenie okresu trwałości instalacji poprzez poprawę niezawodności i trwałości paneli fotowoltaicznych. Zwiększając wydajność, niezawodność i trwałość paneli, producenci ogniw słonecznych i paneli fotowoltaicznych powinni wzmocnić swoją pozycję rynkową. Zespół zademonstruje również pilotażową gotowość produkcyjną przy konkurencyjnych kosztach. Poprzez uzyskanie wysokiej sprawności panelu fotowoltaicznego, projekt DISC dąży do osiągnięcia bardzo niskiego poziomu kosztów energii elektrycznej (LCOE) w Europie. LCOE określa dochód, który powinna generować pojedyncza jednostka energii elektrycznej, aby zbilansować koszty eksploatacji systemu. „Dzięki zmniejszeniu zużycia srebra i indu wykorzystywanego w instalacjach fotowoltaicznych oraz poprawie wydajności energetycznej projekt DISC ma nadzieję sprawić, że instalacje fotowoltaiczne będą jednym z najtańszych dostępnych źródeł energii elektrycznej”, podsumowuje dr Min. „Mamy możliwość złagodzenia skutków zmian klimatycznych, poprawy dostępu do energii i umieszczenia Europy w czołówce technologii fotowoltaicznych”.
Słowa kluczowe
DISC, fotowoltaika, przezroczysty tlenek przewodzący (TCO), krzem, panel fotowoltaiczny, ogniwa słoneczne, złącze nośno-selektywne (CSJ)
