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采用新型粉末技术生产的太阳能电池将更轻更环保

来源:【拓尔德TRD】 发布日期:2021-12-15 分享 加入收藏 关注:8

欧盟决心进行一项被称为欧洲绿色协议的重大改革,其目标是在2050年使欧洲成为第一个气候中立的大陆。最大的变化将发生在能源生产部门,该部门正处于向包括太阳能在内的可再生能源完全过渡的边缘。为了将太阳能电池的功率输出提高到太瓦级,需要与目前在太阳能电池市场占据主导地位的第一代硅基太阳能电池一起,开发出生态足迹更小、效率更高、应用范围更广的技术。


TalTech的光伏材料和光电材料物理研究小组在《太阳能》杂志上发表了一篇题为“s/Se比值对用于光伏应用的Cu2CEdge(SxSe1-x)4微晶粉末性能的影响”的文章,重点先容了新一代单结层太阳能电池的开发。


这篇文章的编辑之一,塔尔泰克光伏材料实验室的负责人,高级研究员马里特考库西克说,“与广泛使用的硅基太阳能电池板不同,下一代太阳能电池是由非常薄的材料层制成的。为了制造这种太阳能电池,必须使用具有非常好的光吸取特性的半导体。众所周知,硅中的光吸取相当差,因此需要相对厚的吸取层,这使得太阳能电池又重又硬。本研究旨在分析Cu2CdGe(SxSe1-x)4半导体在太阳能生产中的潜在应用。在这项研究中,大家着重研究硫/硒(S/Se)比值对吸取材料光电性能的影响,以最大限度地提高光谱灵敏度范围


太阳能电池的工作原理是光伏效应,即光可以直接产生能量。太阳能电池吸取器应该能够尽可能有效地吸取光,特别是利用太阳辐射的全光谱波长。此外,吸取材料的吸取系数必须尽可能高,这意味着已经有一层非常薄的吸取体应该吸取所有入射光。这反过来意味着,与吸取系数较低的情况相比,制造吸取剂所需的材料更少。因此,虽然吸取系数较低的硅材料制成的吸取材料厚度为150-200μm,但基于Monoginan粉末的现代吸取材料层可以薄5-10倍(即10-30μm厚)。它还能自动减轻太阳能电池的重量。


“太阳能销售重量的降低也意味着材料消耗的减少,在大家这个环保意识增强和绿色革命的时代,这一点当然不是次要的。不断寻找新的替代品来替代已有的硅基太阳能电池已经使用了几十年,这一点很重要,”MaritKaukKuusik说。趋势是环境友好和全面可持续发展。此外,新材料和新的威尼斯人在线app也减少了很多。关键词仍然是高性能、轻量化、灵活性和耐用性。


虽然传统上昂贵的真空蒸发或溅射技术已被广泛用于生产太阳能电池,但TalTech材料研究人员采用的独特的Monoginan粉末技术不需要任何高真空设备。在石英安瓿中采用熔盐法在特殊的室式炉中合成微晶粉末。通过特殊的筛分系统将获得的物质洗涤并筛分成窄粒级,合成的高质量微晶粉末Monoginan粉末用于生产太阳能电池。


MaritKaukKuusik说:“大家的粉末技术生产的Monoginan粉末由微晶组成,在一个大模块中形成微型太阳能电池。与硅基太阳能电池板相比,这提供了主要优势:这种材料重量轻、柔韧、半透明,同时对环境友好,价格也大大降低。”


在绿色革命和可持续消费的背景下,环境友好的能源生产变得至关重要。在这里,太阳能扮演着越来越重要角色的可再生能源是一个重要的关键词。


“大家研究开发的太阳能电池的功率转换效率为6.4%,这是世界上公布的Cu2CEdge(SxSe1-x)4太阳能电池的最高性能,略高于几十年前开发的世界上第一个硅基电池。因此,这是一个很有希翼的结果。她还深信,与这项发明不同的是,实现更高的功率转换效率将不再需要30至40年的时间,就像硅的情况一样,但科学成果将在更短的时间内实现。


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