Определен ключевой дефект солнечных панелей

После 40 лет исследований ученые объяснили причину существования одного из ключевых барьеров к повышению эффективности солнечных батарей.

Проект указывает на новый материальный дефект в кремнии, используемом в производстве устройств, сообщает sciencealert.com. Он может отвечать за 2-процентное снижение эффективности, световую деградацию (LID), в первые часы эксплуатации батареи. Умноженный на растущее число панелей электростанций, спад ведет к подорожанию энергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками.

LID, по оценкам экспертов, забирает больше мощности, чем могут выработать 15 АЭС Великобритании. Открытие могут помочь ученым частично решить проблему.

«Из-за финансового и экологического влияния, падение КПД солнечных батарей активно интересовало ученых и инженеров последние 40 лет, — сказал Тони Пикер из Манчестерского университета. – Но, хотя над вопросом бились лучшие умы, ответа до сегодняшнего дня найти не удавалось».

В новом исследовании ученые использовали релаксационную спектроскопию глубоких уровней (DLTS). Анализ показал, что при прохождении электронного заряда, преобразованного из солнечного сета, задерживается течение электронов. Это ведет к снижению эффективности выработки тока. Дефект не проявляется, пока солнечная батарея не нагреется.

«Мы доказали существование проблемы, теперь ее решение за инженерами», — сказал Йен Кроу.

Ученые также выяснили, что с повышением качества кремния растет срок жизни переносчиков заряда, электронов, содержащих фотонную энергию. Результат поддерживает гипотезу о связи этих ловушек со спадом эффективности. Нагрев кремния в темноте, похоже, обращает ее вспять.

«Падение КПД на 2% кажется незначительным. Но, если рассматривать ситуацию с глобальной точки зрения, потери огромны», — сказал Пикер.

Результаты исследования представлены в Journal of Applied Physics.