Кремниевые солнечные элементы, содержащие бор и кислород, являются одной из наиболее быстро растущих форм производства электроэнергии. Тем не менее, они страдают от значительной деградации на начальных этапах использования.
Ученым университета Манчестера, Великобритания, удалось отыскать причины явления «световой деградации» солнечных панелей — и нащупать пути к решению этой проблемы. Она беспокоит энергетиков уже порядка 40 лет – потери эффективности батарей из-за данного эффекта составляют всего 2 % на устройство, но в масштабах планеты это равносильно упущенной выработке нескольких АЭС. Зеленая энергетика на марше и решение данной проблемы имеет принципиальное значение.
Механизм деградации солнечных панелей
Под световой деградацией в широком смысле понимается снижение выработки электроэнергии на солнечных панелях после того, как те оказываются в работе в реальных условиях, то есть, под светом нашей звезды. Ключ проблемы скрыт в изменчивой структуре кремния, из которого изготовлены основные компоненты панелей. Потребовалось провести почти 300 масштабных исследований, чтобы понять, что именно в нем не так.
Британцы применили технологию переходной спектроскопии глубокого уровня и обнаружили, что при нагреве в кремнии образуются своего рода «ловушки» – зоны с особыми свойствами. Электроны с малым временем жизни не успевают их покинуть, что и приводит к ослаблению общего потока. И, наоборот, в панелях из кремния высокого качества частицы с зарядом успевают выбраться из ловушек, поэтому такие батареи показывают большую эффективность.
Ученым из Манчестера удалось доказать, что эффект проявляется только при нагреве кремния и, вероятно, именно под влиянием солнечного света. Потому что опыты с нагревом панелей в темноте показали – ловушки ликвидируются, а эффект деградации можно обернуть вспять. Но это тема нового исследования, а не готовая методика. Впрочем, энергетики рады и такому результату — ведь если причина проблемы известна, остается только подобрать подходящее инженерное решение.
Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!
Если у вас возникли вопросы по этой теме, задайте их специалистам и читателям нашего проекта здесь.
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир!
