3 мин. чтения
10/27/2023 1:09:03 PM

Улучшения дизайна повышения эффективности солнечных элементов III-V

Article Preview Image Кредит: Cell сообщает о физической науке (2023).Doi: 10.1016/j.xcrp.2023.101541

Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемой энергии Министерства энергетики США (NREL) смогли выжать некоторую дополнительную эффективность из своих солнечных элементов посредством тщательного дизайна материалов в клеточном стеке.

Опираясь на вычислительные и экспериментальные исследования, ученые вырастили гетеромецку арсенида галлиевого арсенида (GAAS), используя динамическую фазовую эпитаксию пары гидравЯчейка выращивается с использованием этой техники.

Исследование является последним усилием исследователей NREL, чтобы сделать III-V солнечные элементы более доступными для наземных применений.Ячейки III-V выводят их название, откуда используемые для их изготовления материалы расположены на периодической таблице элементов и широко используются для технологий, занимающихся энергопотреблением.D-HVPE предлагает потенциал быть более дешевым методом синтеза этих клеток по сравнению с действующими методами.

Исследование обеспечивает дорожную карту для повышения производительности солнечных элементов посредством оптимизации легирования и полос в диапазоне слоя устройства, называемого «эмиттером», чтобы минимизировать влияние дефектов на эффективность устройства.Результаты теоретически применимы к материалам, помимо III-Vs, в которых используются гетероцепции, такие как кремний, кадмий теллурид или перовскиты.

“Независимо от того, насколько усердно вы пытаетесь, с любым методом, который вы их выбрали, солнечные элементы всегда будут содержать некоторые дефекты благодаря энтропии. Используя гетеропереходную структуру, с тщательно разработанными свойствами эмиттера, вы можете минимизировать неблагоприятное воздействие этих дефектов наЭффективность, даже если вы ничего не сделали, чтобы уменьшить их концентрацию »,-сказал Кевин Шульте, ученый из высокоэффективной кристаллической картинной группы Nrel, и ведущий автор новой статьи, опубликованной в журнальной ячейке, сообщает физическая наука.

«Кроме того, относительное повышение эффективности шкалы с концентрацией дефектов. Хотя базовая ячейка D-HVPE уже имела высокую эффективность, устройство, которое имело более высокую концентрацию дефекта, получит более высокую относительную повышение эффективности с использованием методов, описанных в статье».

В статье «Моделирование и дизайн солнечных элементов III-V гетеропереход солнечных батарей для повышения производительности» была соавтором Джона Саймона, Майлза Штайнера и Аарона Птака, все из которых с NREL.

Наряду со слоем основания GaAs солнечный элемент полагался на слой эмиттера фосфида арсенида галлия (GANGASP).Вместе два разных слоя составляют гетеропереход.Исследователи смоделировали эффект изменения плотности легирования цинка и полосовой зоны слоя эмиттера, что реализуется путем изменения относительных концентраций галлия, индиевого, мышьяка и фосфора во время роста слоя на эффективности клеток.Моделирование определило оптимальный выбор для этих двух параметров, которые максимизируют эффективность устройства.

Затем исследователи синтезировали клетки, используя руководство моделирования и достигнуты повышения эффективности модели.Задняя гетеропереходная солнечная батарея, которая служила базовой линейкой, использовалась излучателем, состоящим из GAINP, и имела заявленную эффективность 26%.Снив допинг в излучателе и изменяя его состав от GAINP на более низкую полосу GAINSP, эффективность увеличилась до 27%, хотя остальная часть устройства была точно такой же.

Исследователи отметили, что преимущества гетеропереходов общепризнаются, хотя экспериментальные демонстрации гетеропереходов III-V ограничены горсткой комбинаций.

«Мы взяли эту концепцию, которая была известна, но не определено таким образом, и наметила ее», - сказал Шульте.«Мы показали, что моделирование совпадает с тем, что мы видим экспериментально, показывая, что это мощный инструмент для дизайна солнечных элементов».

Больше информации: Кевин Л. Шульте и др., Моделирование и дизайн солнечных элементов III-V гетеропереходных элементов для повышения производительности, клетки сообщает о физической науке (2023).Doi: 10.1016/j.xcrp.2023.101541

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Исследователи электроники разрабатывают полностью эластичную литий-ионную батарею

7/18/2024 · 3 мин. чтения

Исследователи электроники разрабатывают полностью эластичную литий-ионную батарею

Повышение стабильности солнечных элементов перовскита в условиях обратного смещения

7/18/2024 · 3 мин. чтения

Повышение стабильности солнечных элементов перовскита в условиях обратного смещения