太陽能電池板是一項奇妙的技術,但是我們需要找出提高效率的方法–去年,科學家們解決了40年前的謎團,圍繞著提高效率的主要障礙之一。
2019年的研究概述了用于生產太陽能電池的硅的材料缺陷,該缺陷以前未被發(fā)現。它可能是導致太陽能電池在使用的最初幾個小時內看到2%的效率下降的原因:光誘導降解(LID)。
乘以世界各地太陽能發(fā)電站安裝的面板數量的增加,這一下降等于不可再生能源必須彌補的千兆瓦成本。
實際上,據估計,LID在全球范圍內造成的效率損失相當于比英國15個核電站所能產生的能量更多。新發(fā)現可以幫助科學家彌補這一不足。
研究人員之一,英國曼徹斯特大學的托尼·皮克爾(Tony Peaker)表示:“由于對環(huán)境和財務的影響,太陽能電池板的“效率降低”在過去的40年中一直是許多科學和工程學關注的話題。”2019年6月。
“盡管如此,盡管業(yè)務上有一些最好的頭腦,但直到現在,這個問題一直堅定地拒絕解決。”
為了找到過去四十年中無法確定的270篇研究論文,最新的研究使用了一種稱為深層瞬態(tài)光譜法(DLTS)的電學和光學技術來發(fā)現硅中的弱點。
DLTS分析發(fā)現了以下內容:隨著太陽能電池中的電荷從日光轉換,電子流被束縛;反過來,這降低了可以產生的電能水平。
研究小組發(fā)現,這種缺陷一直處于休眠狀態(tài),直到太陽能電池板變熱為止。
曼徹斯特大學的研究人員之一伊恩·克勞(Iain Crowe)說:“我們已經證明了缺陷的存在,現在需要進行工程修復。”
研究人員還發(fā)現,更高質量的硅具有更長的“壽命”的載流子(攜帶光子能量的電子),這支持了這些陷阱與效率下降有關的想法。
此外,在黑暗中加熱材料(通常用于從硅中去除陷阱的過程)似乎可以逆轉降解。
繼續(xù)提高太陽能電池板效率的工作在實驗室中不斷取得突破,自然界也提供了許多效率技巧。現在,光致退化的謎團已經解決,全球的太陽能農場應會受益。
“效率絕對下降2%似乎沒什么大不了,但是當您考慮到這些太陽能電池板現在負責提供全球總能源需求的巨大且呈指數增長的部分時,這將浪費大量的電力容量”,Peaker說。