Nuwe sonkragplaat – Nuwe sonkragplaat

Skakel oor na Engelse weergawe

Hoër doeltreffendheid in tandem – nuwe sonkragrekord

Fotovoltaïese navorsing reproduseer om die doeltreffendheid van sonkragselle verder te verhoog. Tandem fotovoltaïese word toenemend gefokus, waarin kragtige sonkragmateriaal in verskillende kombinasies gekombineer word om die Sun Spectrum selfs doeltreffender te gebruik wanneer lig in elektriese energie omskakel. Die Fraunhofer ISE het nou 25,9 persent doeltreffendheid 'n Nuwe rekord vir 'n III-V/Si tandemsolêre sel wat direk op silikon gekweek word. Dit is die eerste keer op 'n goedkoop silikon -substraat vervaardig – 'n belangrike mylpaal op pad na ekonomiese oplossings vir tandem fotovoltaïese.

 

 

Die Fraunhofer Instituut vir Sonenergiestelsels ISE werk al vir baie jare aan veelvuldige sonselle, waarin twee of drie subselle bo-op mekaar gerangskik is om verskillende golflengtes van sonlig in elektrisiteit om te skakel. Silikon is geskik as 'n absorbeerder vir die infrarooi deel van die spektrum en lae III-V halfgeleiers 'n paar mikrometer dik word bo-op dit aangebring Dit is materiale uit groepe III en V van die periodieke tabel, wat ultraviolet, sigbare en naby-infrarooi lig meer doeltreffend in elektrisiteit loop. Suiwer III-V halfgeleier sonselle word reeds in die ruimte en in konsentrator fotovoltaïese gebruik. Deur meer koste-effektiewe prosesse in samewerking met silikon as die laagste sub-sel, behoort tandemtegnologie ook in die toekoms toeganklik gemaak te word vir breë fotovoltaïese. Daar lê egter nog 'n lang pad voor tot dan.

25,9 persent vir III-V/Si tandem sonselle wat direk op silikon gekweek word

Daar is verskillende benaderings om kombinasies van III V- en silikon -sonkragselle te skep. Sedert 2019 hou Fraunhofer die wêreldrekordwaarde van 34,1 persent doeltreffendheid (nuwe 34,5 persent) vir 'n tandem-sonkragsel waarin die III-V-halfgeleierlae van 'n gallium-arsenied-substraat na silikon oorgedra word, met die lae wat deur 'n sogenaamde werfbinding gekoppel is. Hierdie tegnologie is doeltreffend, maar duur. Daarom werk die Fraunhofer ISE al baie jare aan meer direkte vervaardigingsprosesse, waarin die III-V-lae van mekaar geskei of op 'n silikon-sonkrag-sel aangedui word. Dit is uiters belangrik om 'n hoë kristalgehalte van alle lae te kry – 'n groot uitdaging. 'N Nuwe wêreldrekorddoeltreffendheid is nou bereik vir so 'n III-V/SI tandemsolêre sel wat direk op silikium gegroei het. Fraunhofer ISE -wetenskaplike Markus Feifel het onlangs sy sukses op die 47ste IEEE Photovoltaïese spesialiskonferensie aangebied, wat, soos baie konferensies, tans aanlyn plaasvind en met die studentetoekenning vereer is in die kategorie Hybrid Tandemsolar Cells. "Van buite is die ingewikkelde innerlike struktuur van die sel nie sigbaar nie, aangesien alle absorgerers met verdere kristallae verbind is en elektries verbind word," verduidelik die jong navorser van die sonkrag, wat die resultaat van sy werk van 24,3 tot 25,9 persent in minder as een jaar kon verbeter. "Hierdie sukses was suksesvol deur 'n enkele dun laag in die veelvuldige sel uit te ruil," verduidelik hy. '' N Noukeurige ontleding van ons selle het getoon dat hierdie laag tot 'n hindernis vir die kraglyn gelei het. '

Die Fraunhofer-navorsers ontwikkel die tegnologie in klein stappe sedert 2007 saam met die TU Ilmenau, Philipps Univ. Marburg en die maatskappy Aixtron, is spesiale epitaksiestelsels opgestel en elke enkele laag van die struktuur is ondersoek. Hierdie ontwikkelings is befonds deur die Federale Navorsingsministerie BMBF as deel van die "III-V-Si" en "MehrSi" projekte. 'n Spesiale hoogtepunt van die nuwe tandem-sonsel is dat die III-V-lae nie op 'n chemies-meganies gepoleerde substraat gegroei is, soos voorheen die geval was nie, maar op 'n silikonwafel, wat nadat die kristal in 'n eenvoudige proses gesaag is deur slegs goedkoop slyp- en etsprosesse is behandel. As deel van die Europese “SiTaSol”-projek, het die Deense maatskappy Topsil hierdie silikonwafers ontwikkel en sodoende 'n belangrike stap geneem in die rigting van ekonomiese produksie van die nuwe meervoudige aansluiting sonselle. In die toekoms sal die doel wees om doeltreffendheid nog verder te verhoog en om die lae nog vinniger te deponeer, met hoër deurset en dus meer koste-effektief, met die doel om tandem fotovoltaïese 'n belangrike bydrae te lewer tot die fotovoltaïese wat nodig is vir die energie-oorgang - uitbreiding bereik kan word.

Sleuteltegnologie vir die energie-oorgang

Elektrisiteit van sonkragselle is die goedkoopste vorm van energieopwekking in baie wêrelddele vandag. "Europese fotovoltaïese navorsing het talle konsepte wat aan die gang is om die doeltreffendheid van hierdie sleuteltegnologie vir die energie -oorgang nog verder te ontwikkel," het prof. Stefan Glunz, hoof van – navorsing, gesê. »Ons werk nie net om die produksie van silikon -sonkragselle nog meer volhoubaar en goedkoper te maak nie, maar breek terselfdertyd nuwe grond om die bewese silikon in verband met ander halfgeleiermateriaal tot selfs hoër doeltreffendheid te lei. Ons slaag met tandem fotovoltaïese. «Die tandem fotovoltaïes maak nie net die weg oop vir die toekoms van elektrisiteitsopwekking nie, hierdie sonkrag is – as gevolg van hul hoër spanning – ook ideaal vir elektrolise, die direkte afbreek van water in waterstof en suurstof. Hierdie tegnologie lewer ook 'n bydrae tot die onttrekking van waterstof as 'n energieberging en 'n belangrike bousteen vir die energie -oorgang.

 

 

Laagstruktuur van die III-V/Si multi-aansluiting sonsel, kwantumdoeltreffendheid en IV eienskappe onder AM 1.5g spektrale toestande

Hoër doeltreffendheid in tandem – nuwe sonkragrekord

Fotovoltaïese navorsing werk hard om voortdurend die doeltreffendheid van sonkragselle te verhoog. Die fokus is toenemend op tandem fotovoltaïese, waarin hoë-werkverrigting sonkragmateriaal in verskillende kombinasies saamgevoeg word om die sonspektrum nog doeltreffender te gebruik om lig in elektriese energie te omskep. Fraunhofer ISE rapporteer nou 'n nuwe rekorddoeltreffendheid van 25,9 persent vir 'n III-V/Si-tandem-sonkrag wat direk op silikon gekweek word. Vir die eerste keer is dit op 'n lae -koste silikon -substraat geproduseer – 'n belangrike mylpaal op pad na ekonomiese oplossings vir tandem fotovoltaïese.

 

 

Die Fraunhofer Instituut vir Sonenergiestelsels ISE werk al vir baie jare aan multi-aansluiting sonselle waarin twee of drie gedeeltelike selle bo mekaar gerangskik is om verskillende golflengtes van sonlig in elektrisiteit om te skakel. Silikon is geskik as 'n absorbeerder vir die infrarooi deel van die spektrum, en lae III-V halfgeleiers, materiale uit groepe III en V van die periodieke tabel, wat die ultraviolet, sigbare en naby-infrarooi lig meer doeltreffend omskakel in elektrisiteit wat neergelê word op bo-op dit. Suiwer III-V halfgeleier sonselle word reeds in die ruimte en in konsentrator fotovoltaïese gebruik. Deur meer koste-effektiewe prosesse in kombinasie met silikon as die laagste sub-sel, sal die tandem-tegnologie in die toekoms toeganklik gemaak word vir breë-gebaseerde fotovoltaïese. Daar lê egter nog 'n lang pad voor tot dan.

25,9 persent vir III-V/Si tandem sonselle wat direk op silikon gekweek word

Daar is verskillende benaderings om kombinasies van III-V- en silikon-sonkragselle te produseer. Sedert 2019 het Fraunhofer ISE byvoorbeeld die wêreldrekord van 34,1 persent doeltreffendheid gehad (nou 34,5 persent) vir 'n tandem-sonkrag, waarin III-V-halfgeleierlae oorgedra word van 'n gallium-arseenied-substraat na silikoon, met die lae van die LIGG wat deur 'n sogenaamde Wafer-verband verbind is. Hierdie tegnologie is doeltreffend, maar duur. Om hierdie rede werk Fraunhofer ISE al baie jare aan meer direkte vervaardigingsprosesse waarin die III-V-lae afgesit of op 'n silikon-sonkrag is. Hier is dit uiters belangrik om 'n hoë kristalgehalte van alle lae te handhaaf – 'n groot uitdaging. 'N Nuwe wêreldrekorddoeltreffendheid van 25,9 persent is nou bereik vir so 'n III-V/SI-tandem-sonkrag wat direk op silikon gekweek is. Fraunhofer ISE -wetenskaplike Markus Feifel kon onlangs sy sukses op die 47ste IEEE Photovoltaïese spesialis -konferensie aanbied, wat, soos tans op die oomblik, vereer is met die studentetoekenning in die kategorie Hybrid Tandem Solar Cells. "Van buite is die ingewikkelde binneste struktuur van die sel nie sigbaar nie, aangesien alle absorgerers aan mekaar verbind is deur addisionele kristallae en elektries bedraad," verduidelik die jong sonkragnavorsing 25,9 persent in minder as 'n jaar. "Hierdie sukses is behaal deur 'n enkele dun laag in die veelvuldige sel te vervang," gaan hy voort. '' N Noukeurige ontleding van ons selle het aan die lig gebring dat hierdie laag 'n hindernis vir die kraglyn geskep het. '

In klein stappe ontwikkel die Fraunhofer -navorsers die tegnologie sedert 2007 verder in samewerking met die Tegniese Universiteit van Ilmenau, Philipps Univ. Marburg en die maatskappy Aixtron, stel spesiale epitaxy -toerusting op en ondersoek elke laag van die struktuur. Proefontwikkelings is deur die Duitse Federale Ministerie van Onderwys en Navorsing (BMBF) befonds as deel van die “III-V-SI” en “MeHRSI” -projekte. 'N Spesifieke hoogtepunt van die nuwe tandem-sonkrag is dat III-V-lae nie op 'n chemiese meganies gepoleerde substraat gekweek is soos voorheen die geval nie, maar op 'n silikonplaat wat, na die saag van die kristal, wat in 'n eenvoudige proses behandel is, slegs goedkoop slyp- en etsprosesse gebruik. Binne die Europese projek “Sitasol” het die Deense maatskappy Topsil silikonwafels ontwikkel en sodoende besef tot 'n belangrike stap na die ekonomiese produksie van die nuwe sonkragselle met 'n multi-aansluiting. In die toekoms sal die doel wees om die doeltreffendheid van wierook nog verder te maak, en om die afsetting van die lae selfs vinniger, met 'n hoë hoë deur en dus meer koste-fektiewe, te besef, met die doel dat tandem fotovoltaïese 'n ingevoerde bydrae kan lewer tot die fotovoltaïese uitbreiding wat nodig is vir die energie-omkeer.

Sleuteltegnologie vir energiestelseltransformasie

In baie dele van die wêreld is elektrisiteit van sonkrag die goedkoopste vorm van energieopwekking. "Europese fotovoltaïese navorsing werk aan talle konsepte om die doeltreffendheid van hierdie sleuteltegnologie vir die energiesommeer te ontwikkel," sê prof. Dr. Stefan Glunz, hoof van die fotovoltaïese navorsingsafdeling. 'Ons werk nie net daaraan om die produksie van silikon-sonkragselle nog meer volhoubaar en koste-effektief te maak nie, maar terselfdertyd breek ons so nuwe grond om die bewese silikon in kombinasie met ander halfgeleiermateriaal tot selfs hoë doeltreffendheid te lei. Dit – dit met – -foto-kolom.

 

 

Laagstruktuur van III-V/Si multi-aansluiting sonsel, kwantumdoeltreffendheid en IV eienskappe onder AM 1.5g spektrale toestande