Bagian yang hilang ditemukan di teka-teki panel surya, dapat menghasilkan teknologi yang lebih efisien
bagian yang hilang ditemukan di teka teki panel surya, dapat menghasilkan

Bagian yang hilang ditemukan di teka-teki panel surya, dapat menghasilkan teknologi yang lebih efisien


Kiri: Model CdTe dengan atau tanpa kesalahan susun. Kanan: sifat elektronik yang menunjukkan penghilangan puncak cacat celah tengah oleh klorin (pasif batas butir), yang meningkatkan efisiensi. Kredit: Universitas Loughborough

Modul surya berbasis silikon mendominasi pasar saat ini. Namun, mereka mahal dan memiliki jejak karbon yang tinggi.

Unit generasi baru muncul menggunakan senyawa kimia yang dikenal sebagai cadmium telluride (CdTe) dan lebih dari 25 GW telah dipasang.

Efisiensi panel surya mengacu pada kemampuan panel untuk mengubah energi dari matahari menjadi energi listrik.

Para ahli mencari untuk meningkatkan efisiensi unit CdTe karena potensi untuk bersaing dalam efisiensi tetapi dengan biaya produksi yang lebih rendah daripada unit berbasis silikon, yang menggunakan silikon monokristalin (c-Si).

Jejak karbon CdTe juga setengah dari unit c-Si dan daur ulang unit CdTe di akhir masa pakai dipastikan.

CdTe yang tidak diolah memiliki efisiensi yang sangat rendah dan biasanya hanya sekitar 1%. Namun, ketika CdTe mengalami perlakuan klorin – yang melibatkan perlakuan CdTe dengan kadmium klorida pada 420 °C selama 20 menit – efisiensinya melonjak drastis. Efisiensi sel perekam adalah 22%.

Sampai saat ini, belum dipahami bagaimana dan mengapa klorin secara radikal meningkatkan efisiensi.

Untuk pertama kalinya, Dr Pooja Goddard dari Loughborough University dan Profesor Roger Smith, bersama dengan Dr Peter Hutton dan Dr Michael Watts (lulusan PhD Loughborough), telah memodelkan mekanisme dimana klorin meningkatkan efisiensi CdTe.

Studi ini merupakan upaya bersama dengan kelompok penelitian eksperimental Profesor Mike Walls yang berbasis di Loughborough Center for Renewable Energy Systems Technology (CREST).

Hasil dipublikasikan hari ini di Koneksi Alam, dapat meningkatkan pemahaman tentang bagaimana klorin meningkatkan kinerja listrik dan mengarah ke penyetelan lebih lanjut, yang mengarah ke efisiensi yang lebih tinggi (>25%). Ini akan membantu modul surya CdTe menghasilkan listrik yang lebih murah.

Hasil pencarian dan bagian yang hilang

Ketika mencoba memahami mengapa klorin meningkatkan efisiensi, pengamatan utama dari penelitian sebelumnya adalah bahwa cacat – yang dikenal sebagai “kesalahan susun” – dihilangkan setelah perawatan klorin.

Untuk waktu yang lama, diyakini bahwa penghapusan kesalahan susun bertanggung jawab atas peningkatan efisiensi. Namun, perhitungan teoritis oleh kelompok Loughborough menunjukkan bahwa kesalahan susun tidak berpengaruh pada efisiensi sel.

Penelitian sebelumnya dari tim menunjukkan bahwa sebagai gantinya, wilayah materi yang disebut “batas butir,” di mana kristal dengan orientasi berbeda menyatu, bertanggung jawab atas efisiensi sel yang buruk.

Dalam studi terbaru mereka, kelompok Dr. Goddard menggunakan metode mekanika kuantum untuk memahami peran klorin dalam meningkatkan efisiensi serta menghilangkan kesalahan penumpukan.

Batas butir sangat kompleks dan penuh dengan cacat yang dapat bertindak sebagai perangkap elektron (partikel subatom yang bertindak sebagai pembawa utama listrik dalam padatan), membuat daerah ini “aktif”.

Dalam proses yang dikenal sebagai ‘pasif’, klorin mampu menonaktifkan beberapa perangkap dan membuat batas butir menjadi kurang aktif – sehingga meningkatkan efisiensi CdTe.

Bagian yang hilang adalah memahami bagaimana cacat tumpukan menghilang.

Makalah baru menunjukkan bahwa jika ada cukup klorin pada batas butir, mekanisme kaskade dipicu yang secara struktural menghilangkan kesalahan susun.

Kata Dr Goddard ketika ditanya tentang pentingnya kertas.

Dia melanjutkan, “Kami sangat bersemangat untuk mempublikasikan karya kami di Koneksi Alam, yang menyajikan hipotesis kami tentang kemampuan klorin untuk tidak hanya meningkatkan efisiensi sel CdTe tetapi juga menghilangkan cacat kritis.

“Langkah selanjutnya adalah melihat bagaimana peningkatan lebih lanjut dapat dilakukan dengan melihat doping CdTe dengan elemen tekanan lain untuk efisiensi lebih dari 25%. Kolaborasi berkelanjutan kami dengan CREST juga akan melihat peningkatan antarmuka antara CdTe dan kontak maju dan mundurnya. .

“Setiap keuntungan kecil dalam efisiensi berarti teknologi menjadi lebih kompetitif terhadap teknologi silikon saat ini.”


Para peneliti memecahkan teka-teki ilmiah yang dapat meningkatkan efisiensi panel surya


informasi lebih lanjut:
Peter Hatton et al, Mekanisme untuk menghilangkan kesalahan susun klorin-aktif dalam sel surya CdTe film tipis: bagian yang hilang, Koneksi Alam (2021). DOI: 10.1038 / s41467-021-25063-y

Disediakan oleh Universitas Loughborough

kutipan: Bagian puzzle panel surya yang hilang ditemukan, dapat menghasilkan teknologi yang lebih efisien (2021, 23 Agustus) Diakses pada 23 Agustus 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-08-piece-solar-panel -puzzle-efficient . bahasa pemrograman

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Sekalipun ada kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.





Source link

Baca Juga :   Manusia dapat membekukan embrio, sperma, dan telur hingga 55 tahun | embrio

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *