Tin Khoa học Công nghệ quốc tế

CẢI THIỆN HIỆU QUẢ PIN MẶT TRỜI VỚI BẠC

07/12/2020 | 0
Sau hai năm thực hiện dự án, các nhà nghiên cứu vật liệu của Đại học Công nghệ Tallinn đã cải thiện hiệu suất của pin mặt trời thế hệ tiếp theo bằng cách thay thế một phần đồng bằng bạc trong vật liệu hấp thụ.

Sự phát triển kinh tế và sự tăng trưởng chung trong tiêu thụ năng lượng đã làm tăng nhu cầu sản xuất năng lượng thân thiện với môi trường với chi phí thấp hơn. Hầu hết các giải pháp khả thi có thể được tìm thấy trong lĩnh vực năng lượng tái tạo. Công nghệ sản xuất năng lượng mới nên cung cấp các giải pháp sạch, chi phí thấp, thân thiện với môi trường, có ứng dụng đa năng, đưa năng lượng mặt trời trở thành giải pháp tốt nhất hiện nay. Các nhà nghiên cứu vật liệu của TalTech đang nghiên cứu sự phát triển của quang điện thế hệ tiếp theo - pin mặt trời màng mỏng dựa trên chất bán dẫn hợp nhất.

Một pin mặt trời màng mỏng bao gồm nhiều lớp vật liệu bán dẫn mỏng. Để pin mặt trời màng mỏng hoạt động hiệu quả, phải sử dụng chất bán dẫn có đặc tính hấp thụ ánh sáng rất tốt làm chất hấp thụ. Chất hấp thụ silicon không phải là ứng cử viên thích hợp cho pin mặt trời màng mỏng do khả năng hấp thụ ánh sáng không tối ưu dẫn đến lớp hấp thụ khá dày. Các nhà nghiên cứu của TalTech đang phát triển vật liệu bán dẫn hợp chất có tên kesterit (Cu2ZnSn (Se, S) 4), ngoài khả năng hấp thụ ánh sáng tuyệt vời còn chứa các nguyên tố hóa học phong phú và chi phí thấp. Để sản xuất kesterit, các nhà nghiên cứu của TalTech sử dụng công nghệ bột monograin, công nghệ duy nhất trên thế giới.

Công nghệ tăng trưởng bột là quá trình đốt nóng các thành phần hóa học trong một lò nung đặc biệt ở nhiệt độ 750 độ trong bốn ngày. Sau đó, khối lượng thu được được rửa và sàng trong các máy đặc biệt. Bột vi tinh thể chất lượng cao tổng hợp, bột monograin, được sử dụng để sản xuất pin mặt trời. Công nghệ bột khác với các phương pháp sản xuất khác đặc biệt là do chi phí thấp, vì nó không yêu cầu bất kỳ thiết bị chân không cao đắt tiền nào.

Bột monograin bao gồm các vi tinh thể độc đáo tạo thành các tế bào năng lượng mặt trời thu nhỏ được kết nối song song trong một mô-đun lớn (được bao phủ bởi một lớp đệm siêu mỏng). Điều này mang lại những lợi thế lớn so với các mô-đun quang điện của thế hệ trước, tức là tấm pin mặt trời dựa trên silicon: các tế bào quang điện nhẹ, linh hoạt, có thể trong suốt, đồng thời thân thiện với môi trường và ít tốn kém hơn đáng kể.

Chỉ tiêu đánh giá chất lượng của quang điện là hiệu suất. Hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu được sử dụng và cấu trúc của pin mặt trời mà còn phụ thuộc vào cường độ bức xạ mặt trời, góc tới và nhiệt độ.

Điều kiện lý tưởng để đạt được hiệu suất tối đa là ở vùng núi nắng lạnh, không phải ở sa mạc nóng như người ta mong đợi, vì nhiệt không cải thiện hiệu suất của pin mặt trời. Có thể tính toán hiệu suất lý thuyết tối đa cho mỗi tấm pin mặt trời, điều mà không may là cho đến nay vẫn chưa thể đạt được trong thực tế, nhưng đó là một mục tiêu cần theo đuổi.

NTHIEN.HTQT

Nguồn dịch và biên tập: https://scitechdaily.com/solar-cell-efficiency-improved-with-silver/