New efficiency record for solar cells

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015


New efficiency record for solar cells

[size=85:3obbrqqo]Embargo Date: /
Posted: 14/5/2008, 15:02
Posted by: Eindhoven University of Technology[/size:3obbrqqo]

Physicist Bram Hoex (29) and colleagues at Eindhoven University of Technology (TU/e), together with the Fraunhofer Institute in Germany, have improved the efficiency of an important type of solar cell from 21.9 to 23.2 per cent (a relative improvement of 6 per cent). This new world record is being presented on Wednesday 14 May at a major solar energy conference in San Diego, USA. The efficiency improvement is achieved by the use of an ultra-thin aluminum oxide layer at the front of the cell, and it brings a breakthrough in the use of solar energy a step closer.

http://www.alphagalileo.org/index.cfm?f ... eid=529296

Kommentit (13)

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005

Periaatteessa hyvä idea, mutta mitenköhän käytännössä saadaan ylimääräinen kalvonkasvatusvaihe prosessiin niin, ettei se lisää kustannuksia yli 6 %:lla. Ja miten tuo parantaa niiden "normaalien" monikiteisten kennojen hyötysuhteita.

Vierailija

tere herra partikkeli

Luulisin että tosa on se passivointikerros tehty tolla alumiinioksidilla...

Ja aurinkokennohan on yleensä yksikiteisestä piistä tehty niinkuin kaikki nykyaikainen piipohjainen elektroniikka.

Kun passivointi tehdään piioksidista täytyy se tehdä suhteellisen paksuksi mikä lisää kuolleen kerroksen paksuutta ja näin ollen vähentää itse aktiiviselle alueelle pääsevän valon määrää..

mutta tästähän vois vastaaja jatkaa kun tuntuu olevan näiden uusiutuvien energioiden käytön asiantuntija..

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005

Kyllä ne "normaalit" aurinkokennot, joita rahvaallekin kaupataan, ovat monikiteisiä. Sen näkeekin, kun katselee kennon pintaa. Monikiteiset ovat niin paljon halvempia tehdä, että huonommasta hyötysuhteesta huolimatta antavat enemmän watteja euroa kohti.

Vaikkei tuossa kovin kattavasti asiaa käsitelty, tulin siihen ymmärrykseen, että alumiinioksidi piin pinnassa hillitsee pintarekombinaatiota, joka on yksi aurinkokennon hyötysuhdetta heikentäviä tekijöitä. Muistaakseni alumiinioksidin ja piioksidin välillä ei ole merkittävää taitekerroin, ja siitä seuraavaa heijastuskerroineroa.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
peetusu
mutta tästähän vois vastaaja jatkaa kun tuntuu olevan näiden uusiutuvien energioiden käytön asiantuntija..



Juu, korvataan ydinvoimalat parilla neliöllä uutuuskennoa, ja tuotetaan saadulla sähköllä vetyä - niin maailma pelastuu.

Vierailija

hetkine..

Monikiteinen pii..

Milläs siihen prosessoit jotain rakenteita..

eiköhän ne kuitenkin noi aurinkokennot oo ihan normaaleja diodeja..jotka on valmistettu valoherkiks..

ja kyllä siinä piin pinnassa on se passivointikerros suojaamassa ja estämässä näitä pintavirtoja..

Tämä samainen kerros aiheuttaa sen näköharhan että siinä olis monikitestiä tavaraa..

Luulisin vaan että alumiinoksidista saadaan ohkasempi

Kyse ei oo taitekertoimista vaan valon läpäisystä..

Esim alfa-säteily luovuttaa anergiaanoin 110 kEv/um kun se osuu piihin..
Siinä kun sattuu olemaan muutama mikro ennen aktiivisia alueita ni eipähän paljon energiaa kerättäväks jää..

Mut nyt maata.. ehkä yks olut Suomen voiton kunniaks..

Vierailija

Vasemmalla yksikiteisestä, oikealla monikiteisestä piistä valmistettu kenno.

Valmistustekniikan ero on siinä, että yksikiteiset kennot joudutaan ensin kasvattamaan hyvin puhtaasta piistä tarkoin valvotuissa olosuhteissa. Monikiteisessä riittää, että pii sulatetaan ja valetaan muottiin.

Kummallakin tavalla saadaan piitanko. Yksikiteisestä saadaan pyöreä, monikiteisestä saadaan sen muotoinen kuin halutaan. Siitä sahataan ohuita levyjä, joiden päälle höyrystetään tyhjiössä seosmetalleja ja keräilyjohtimet. Näitä levyjä sitten liimaillaan vieri-viereen isommalle levylle ja yhdistetään yhteen paksummilla keräilyjohtimilla.

Vasemmanpuoleisessa kennossa näkyy selvästi se, miten pyöreästä kiekosta on leikattu neliskulmaisia levyjä. On jouduttu tekemään kompromissi kuinka paljon kulmaan jätetään pyöristystä, ettei tule liikaa hukkapaloja. Yksikiteisen piin hinta kasvaa mitä leveämpää tankoa valmistetaan.

Sitten on vielä amorfinen pii, jota käytetään ohutkalvokennoissa. Sillä ei ole minkäänlaista kiderakennetta, eli se muistuttaa olemukseltaan mustaa lasia.

Vierailija

Tästä periaatekuvasta tuli mieleen, että mitenkä onnistuisi keräilyjohtimien korvaaminen sähköä johtavalla polymeerillä? Läpinäkyvällä sellaisella.

Vierailija

terve veikko..

Toi oli mielenkiintoinen toi monikiteinen pii.. enpä ollu ennen ollut kuullutkaan vaikka olen työskennellyt mikrolektroniikan valmistuksen parissa yliopiston laboratoriossa kohta 4 vuotta..

Ongelmana monikiteisessä piissä ovat sen sisältämät kidevirheet, jotka "hävittävät"osan kerätyistä varauksenkuljettajista..

Mielenkiinoinen termi toi sun keräysjohtimet...

Ihan normaaleja alumiinijohtimia jotka on valmistettu piin pinnalle..

Jatketaan tästä illalla

Vierailija

Joissain lähteissä sanotaan, että ne ovat hopeaa, koska siten voidaan laittaa ohuemmat johtimet ja saadaan suurempi osa kennon pintaa valolle avoimeksi.

Levyn päälle levitetään hopeapastaa stensiilipainokoneella samaan tapaan kuin piirilevyille laitetaan tinapastaa, ja sitten pistetään levy uuniin, jonka ansiosta johtimet sulavat yhdeksi metalliksi. Yksinkertainen ja tehokas valmistusmenetelmä.

Vierailija

Toinen mielenkiintoinen valmistusmenetelmä mihin törmäsin, on sellainen että otetaan piikiekko joka on noin 2 mm paksu, ja sitten doupataan siihen toiselle puolelle n/p tyypin puolijohdetta samalla tavalla kuin normaalistikin tehtäisiin.

Mutta sitten tämä levy sahataan paksuussuunnassa soiroiksi niin, että syntyy tuhansittain 2 mm leveitä liuskoja joilla on paksuutta muutamia mikrometrejä, ja joiden diodirakenne on siis poikittain eikä paksuussuunnassa.

Näitä liuskoja sitten asetellaan alustalle ja niiden väliin muodostetaan keräilyjohtimet. Näin säästyy materiaalia koska keräilyjohtimet eivät peitä kennon pintaa, ja kenno on herkkä valolle molemmilta puolilta, koska molemmat puolet ovat samanlaiset.

Vierailija

Lueskelin lisää noista polymeerikennoista ja niiden suurin vika näyttäisi olevan se, että polymeerit eivät kestä UV-säteilyä, vaan hajoavat alta aikayksikön.

UV-suodattimen käyttö taas lisää kustannuksia ja heikentää paneelin tehoa, eikä sekään onnistu muuta kuin hidastamaan tuhoa.

Neutroni
Seuraa 
Viestejä26835
Liittynyt16.3.2005
peetusu

Monikiteinen pii..

Milläs siihen prosessoit jotain rakenteita..




Samalla tavalla kuin yksikiteiseenkin piihin. Ei siihen tieytsti mitään hienouksia kannata tehdä, mutta kymmenien tai satojan neliösenttien diodien prosessointi on hyvin karkeaa.


Kyse ei oo taitekertoimista vaan valon läpäisystä..

Esim alfa-säteily luovuttaa anergiaanoin 110 kEv/um kun se osuu piihin..
Siinä kun sattuu olemaan muutama mikro ennen aktiivisia alueita ni eipähän paljon energiaa kerättäväks jää..




Valo absorboituu täysin eri tavalla kuin alfasäteily. Näkyvä ja lähi-IR fotonit etenevät häviöttä, kunnes absorboituvat ja tekevät yhden varauksenkuljettajaparin. Sekä piidioksidissa että alumiinioksidissa absorptiot ovat olemattomat, käytännössä kaikki mikä läpäisee pinnan menee läpi.

Ongelmana monikiteisessä piissä ovat sen sisältämät kidevirheet, jotka "hävittävät"osan kerätyistä varauksenkuljettajista..



Se on totta, ja siksi monikiteisen kennon hyötysuhde on parhaimmillaankin karkeasti puolet yksikiteisestä. Mutta koska sen valmistus on suhteessa vielä paljon halvempaa, se antaa enemmän watteja sijoitettua euroa kohti. Monikiteisiä kennoja käytetään siellä missä kennon pinta-ala tai massa eivät ole kriittisiä, eli käytännössä suurin osa kennoista on niitä.

Veikko
Tästä periaatekuvasta tuli mieleen, että mitenkä onnistuisi keräilyjohtimien korvaaminen sähköä johtavalla polymeerillä? Läpinäkyvällä sellaisella.



Kyllä ne johdot voitaisiin varmaan tehdä jostain indiumtinaoksidista (läpinäkyvä ja sähköä johtava aine). Mutta se ei liene taloudellisesti kannattavaa, koska ne johdot eivät peitä montaa prosenttia kennon pinta-alasta. Näyttölaitteissa, joissa johdotus peittää suuren osan paneelista, indiumtinaoksidia käytetään läpinäkyvänä johteena.

Uusimmat

Suosituimmat