Cienkowarstwowe monokrystaliczne ogniwa krzemowe dotychczas nie przykuwały zbytniej uwagi świata naukowego i przemysłu, ponieważ ich wydajność znacznie odbiegała od tej, którą prezentują komercyjne produkty dostępne dzisiaj na rynku. Naukowcy z Uniwersytetu Hangzhou Dianzi w Chinach przekonują na łamach Journal of Photonics for Energy, że cienkowarstwowa technologia wcale nie musi iść do lamusa.
Czytaj też: Niby nic nowego, a jednak wielki przełom. Indie radzą, jak ustawiać panele słoneczne
Przede wszystkim olbrzymią zaletą cienkim krzemowych ogniw jest to, że są elastyczne i do ich budowy zużywa się o wiele mniej krzemu, a ten jest obecnie ogromnym generatorem kosztów produkcyjnych. Badaczom udało się opracować ogniwo o grubości 20 nanometrów, co stanowi jedną ósmą względem standardowych modułów.
Panele słoneczne kiedyś przestaną być fancy. Na ich miejsce mogą wejść cienkowarstwowe ogniwa
Skorzystali w swojej pracy z tzw. metody transferu warstw (ang. layer transfer), które polega na przenoszeniu warstw materiału krzemowego o wielkości pojedynczej płytki z miejsca wzrostu na miejsce docelowe w ogniwie. Uzyskali oni cienką warstwę krzemu, na którą osadzili kilka warstw pasywacyjnych: tlenek glinu, azotek krzemu i tlenek krzemu – opisują w artykule.
Czytaj też: Połączyli panele słoneczne i kopalnię węgla. Jak to niby ma ze sobą działać?
Następnie uczeni dokonali symulacji ogniw. Okazało się, że pod wieloma względami moduł zaczął działać wydajniej niż starsze jednostki tego typu. Gęstość prądu zwarciowego wzrosła z 34,3 do 38,2 mA /cm2, napięcie w obwodzie otwartym – z 632 do 684 mV, a współczynnik wypełnienia poprawił się z 76,2 proc. do 80,8 proc., co zresztą poskutkowało bezwzględnym wzrostem sprawności konwersji energii o 4,6 pp. z 16,5 proc. do 21,1 proc.
Czytaj też: Panele słoneczne zawierają składnik, który może stwarzać zagrożenie. Teraz wiemy, jak go odzyskać
Wydajność przekraczająca 20 proc. to jest znakomity wynik dla tej technologii fotowoltaicznej. Niestety musimy być ostrożni przy ferowaniu o przyszłości, ponieważ naukowcy z Chin pracowali na prototypie wielkości laboratoryjnej. Bardzo często się zdarza, że przy zwiększaniu skali produkcyjnej parametry pracy drastycznie spadają. Dopóki nie zostaną przeprowadzone rozszerzone badania, nie jesteśmy w stanie stwierdzić, czy i kiedy cienkowarstwowe ogniwa zobaczymy w użyciu.
