Řady modrých solárních modulů, které dotýkají krajiny a střechy, jsou obvykle vyrobeny z krystalického křemíku, což je pracovní kůň prakticky v každém elektronickém zařízení.
V solární technologii by mohl křemík nahradit telurid kadmia.
V posledních deseti letech vědci z Colorado State University (CSU) propagovali studie zaměřené na zlepšení výkonu a nákladů na solární energii tím, že vyráběli a testovali nové materiály, které přesahují možnosti křemíku. Zaměřili se na materiál, který slibuje nahrazení křemíku: telurid kadmia.
Ve spolupráci s kolegy z Loughborough University ve Velké Británii dosáhli vědci z Centra fotovoltaiky Centra nové generace CSU rozhodujícího průlomu v tom, jak lze dále zlepšit výkon tenkovrstvých solárních článků teluridu kademnatého přidáním selenu.
Výsledky výzkumu byly publikovány v časopise „Nature Energy“.
„Naše zpráva jde až k základnímu pochopení toho, co se stane, když slitinou selenu vytvoříme telurid kademnatý,“ uvedl Kurt Barth, ředitel fotovoltaického centra nové generace a docent na katedře strojního inženýrství.
Dosud nebylo jasné, proč přidání selenu dosáhlo rekordně účinného využití solárních článků teluridu kadmia telluridu více než 22 procent.
Společně se zaměstnanci CSU toto tajemství vyřešili WS Sampath a Amit Munshi, Barth a mezinárodní tým. Jejich experimenty ukázaly, že selen překonává účinky atomových defektů v krystalech teluridu kadmia a otevírá novou cestu pro rozšířenou a levnější sluneční energii.
Tenké filmy teluridu kadmia vyrobené týmem CSU v laboratoři používají o méně materiálu 100 než konvenční křemíkové solární články.
Proto se snáze vyrábějí a absorbují sluneční světlo při téměř ideální vlnové délce. Elektřina vyráběná fotovoltaickými články s kadmiovým teluridem je nejhospodárnější v solárním průmyslu a v mnoha částech světa podhodnocuje fosilní paliva.
Podle zprávy je méně pravděpodobné, že elektrony, které jsou generovány při dopadu slunečního záření na odbarvený solární panel, budou zachyceny a ztraceny při defektech materiálu.
Tyto defekty vznikají během růstu na hranici mezi krystalovými zrny. To zvyšuje množství energie získané z každého solárního článku.
Při práci s materiály vyrobenými na CSU pomocí pokročilých metod depozice tým objevil toto neočekávané chování, když zaznamenal, kolik světla je emitováno ze solárních modulů obsahujících selen.
Protože selen není rovnoměrně distribuován v modulech, porovnávali luminiscenci z oblastí, které měly malý nebo žádný selen, s oblastmi, kde byl selen velmi koncentrovaný.
„Dobrý a bezchybný materiál solárních článků je velmi účinný z hlediska emise světla, a tedy luminiscence,“ uvedl Tom Fiducia, hlavní autor výzkumné zprávy a doktorand na univerzitě v Loughborough - ve spolupráci s profesorem Michaelem Wallsem.
"Je překvapivě jasné, když z údajů zjistíte, že oblasti bohaté na selen září mnohem jasněji než čistý telurid kademnatý." Efekt je pozoruhodně silný. “
Od roku 2009 podporuje Národní vědecká nadace práci „Centra fotovoltaiky nové generace“.
Zdroj: Elektronické informace
