Sprawniejsze tanie baterie słoneczne

Podczas kiedy jedni naukowcy pracują nad stworzeniem paneli fotoelektrycznych sprawniejszych od obecnych, osiągając nawet imponujące wyniki bliskie 40%, inni zajmują się udoskonaleniami tych najmniej wydajnych, najtańszych paneli, może słusznie sądząc, że dla zwykłego użytkownika najważniejszy jest stosunek możliwości do ceny.

Gijs van Elzakker, badacz z holenderskiego Uniwersytetu Technologicznego w Delft znalazł sposób na zwiększenie wydajności najtańszych krzemowych ogniw słonecznych. Najczęściej spotykane w produkcji i sprzedaży ogniwa dzielą się z grubsza na dwa rodzaje: droższe, wyrabiane z krzemu krystalicznego, których sprawność wynosi około 18% oraz tańsze, z krzemu amorficznego, których robocza sprawność wynosi około 7%.

Panele z krzemu amorficznego mogłyby osiągać wyższą wydajność, ale przeszkadza tym niezbadany i niezrozumiały na razie efekt Staeblera-Wronskiego. Objawia się on nagłym spadkiem sprawności o około 30% po kilku godzinach od wystawienia na promieniowanie. W rezultacie początkowa sprawność, wynosząca 10% spada właśnie do około 7%. Przerwa w pracy paneli nie eliminuje efektu.

Van Elzakkerowi udało się mocno zmniejszyć działanie tego zjawiska. Dokonał tego poprzez rozcieńczenie materiału z którego wytwarza się amorficzny krzem, czyli gazu silanowego (SiH₄), przy pomocy wodoru.

Dzięki odpowiednio dobranym proporcjom zminimalizował znaczenie efektu Staeblera-Wronskiego, w rezultacie spadek wydajności jest teraz niewielki i ostateczna sprawność paneli wynosi około 9%. Innowacja holenderskiego badacza została już wdrożona do produkcji w niemieckich zakładach Inventux Technologies, gdzie obecnie pracuje.

baterie słoneczne krzem amorficzny gaz silanowy SiH4 efekt Staeblera–Wronskiego Delft University of Technology Gijs van Elzakker