Как известно, процесс создания фотоэлементов мало чем отличается от технологий подготовки полупроводниковых схем. Солнечные панели настолько чувствительны к качеству кремниевых пластин, что даже минимальные примеси металлов и прочие дефекты существенно снижают КПД этих генераторов электричества, отсюда и их высокая стоимость. Американские ученые нашли способ эффективного устранения этого недостатка.
Речь идет о технологии, позволяющей использовать для производства фотоэлементов низкокачественный (а значит — очень дешевый) кремний, которому не страшны загрязнения и мелкие дефекты, сообщает PhysOrg со ссылкой на Калифорнийский университет в Беркли.
С помощью рентгеновских синхротронных микрозондов, способных обнаруживать металлические кластеры размером до 30 нанометров, ученые изучили влияние металлических загрязнителей на коэффициент полезного действия кремниевых солнечных панелей. Как оказалось, присутствие этих загрязнителей значительно сокращает расстояние, которое способны преодолеть электроны, выбитые фотонами из своей кристаллической решетки.
Обычно эту проблему решают путем очистки кремния и выращиванием химически чистых кристаллов — процедуры сложной и крайне дорогостоящей. Американские же ученые предложили пойти другим путем: вместо того чтобы убирать металлические примеси из кремния, можно просто собрать их в одну компактную группу, устранив многочисленные препятствия на пути электронов и повысив, таким образом, коэффициент полезного действия солнечной панели.
Достичь нужно эффекта можно всего лишь за счет изменения скорости застывания переплавленного кремния. Исследователи из Беркли установили, что чем быстрее он застывает, тем более хаотично разбросаны по его объему металлические примеси. Если же скорость застывания замедлить, то примеси с большой степенью вероятности соберутся в сравнительно большие кластеры, благодаря чему средняя длина пути каждого электрона вырастет в 4 раза. Понятно, что этого недостаточно, чтобы на равных конкурировать со сверхчистым кремнием, однако американские ученые успешно продемонстрировали, что повышать КПД "грязного" кремния можно без особых затрат — просто за счет внедрения небольших поправок в технологию его получения. Об этом сообщают "Элементы".
|
