Maison / Technologie / Les chercheurs acquièrent des connaissances essentielles sur l'efficacité croissante du matériau solaire

Les chercheurs acquièrent des connaissances essentielles sur l'efficacité croissante du matériau solaire

Les chercheurs acquièrent des connaissances essentielles sur l'efficacité croissante du matériau solaire

L'ajout de sélénium aux cellules solaires à tellurure de cadmium améliore leurs performances. Une nouvelle recherche explique pourquoi. Crédit: First Solar

Les rangées de panneaux solaires bleus qui jalonnent les paysages et les toits sont généralement fabriquées à partir de silicium cristallin, le semi-conducteur éprouvé de presque tous les appareils électroniques.

Au cours de la dernière décennie, des chercheurs de la Colorado State University ont dirigé des études pionnières visant à améliorer les performances et le coût de l’énergie solaire en fabriquant et en testant nouveaux matériaux qui vont au-delà des capacités du silicium. Ils se sont concentrés sur un matériau prometteur pour remplacer le silicium, appelé tellurure de cadmium.

En collaboration avec des partenaires de l'Université de Loughborough au Royaume-Uni, des chercheurs du centre Next Generation Photovoltaics du CSU, financé par la National Science Foundation, ont annoncé une avancée décisive dans la façon dont la performance du film mince de tellurure de cadmium cellules solaires est encore améliorée par l’ajout d’un autre matériau, le sélénium. Leurs résultats ont été publiés dans la revue Nature Energie plus tôt ce mois-ci et font l’objet d’un article intitulé "News and Views".

"Notre article aborde directement la compréhension fondamentale de ce qui se passe lorsque nous allions du sélénium au tellurure de cadmium", a déclaré Kurt Barth, directeur du Next Generation Photovoltaics Center et professeur associé de recherche au département de génie mécanique.

Jusqu’à présent, on ne comprenait pas bien pourquoi l’addition de sélénium avait enregistré un rendement record des cellules solaires au tellurure de cadmium – le ratio entre la production d’énergie et l’apport de lumière – n’étant que de 22%. En collaboration avec les collaborateurs de CSU, W.S. Sampath et Amit Munshi, Barth et une équipe internationale ont résolu ce mystère. Leurs expériences ont révélé que le sélénium surmontait les effets des défauts d'échelle atomique dans les cristaux de tellurure de cadmium, ouvrant ainsi la voie à une électricité générée par le soleil plus répandue et moins chère.

Les films minces de tellurure de cadmium que l'équipe de CSU utilise en laboratoire utilisent 100 fois moins de matériau que le silicium conventionnel panneaux solaires. Ils sont donc plus faciles à fabriquer et absorbent la lumière solaire à une longueur d’onde presque idéale. Électricité produite par cadmium Les cellules photovoltaïques telluriques représentent le coût le plus bas disponible dans l’industrie solaire, car elles sous-cotent les sources à base de combustibles fossiles dans de nombreuses régions du monde.

Selon le document, les électrons générés lorsque la lumière solaire frappe le panneau solaire traité au sélénium risquent moins d'être piégés et perdus au niveau des défauts du matériau, situés aux limites entre les grains de cristal au cours de leur croissance. Cela augmente la quantité d'énergie extraite de chaque cellule solaire. Travailler avec matériaux fabriquée chez CSU via des méthodes de dépôt avancées, l’équipe a découvert ce comportement inattendu en mesurant la quantité de lumière émise par les panneaux contenant du sélénium.

Comme le sélénium n'est pas réparti uniformément sur les panneaux, ils ont comparé la luminescence émise par des zones où le sélénium était peu présent ou inexistant et des zones où le sélénium était très concentré.

"Un bon matériau de cellules solaires sans défaut est très efficace pour émettre de la lumière, et donc fortement luminescent", a déclaré Tom Fiducia, principal auteur du journal et doctorant. étudiant à l’Université de Loughborough, travaillant avec le professeur Michael Walls. "Il est frappant de constater que vous voyez les données séléniumles régions riches luminescent beaucoup plus brillamment que le pur tellurure de cadmiumet l’effet est remarquablement puissant. "


Des chercheurs résolvent un casse-tête scientifique susceptible d'améliorer l'efficacité des panneaux solaires


Plus d'information:
Thomas A. M. Fiducia et al, Compréhension du rôle du sélénium dans la passivation des défauts pour des cellules solaires à tellurure de cadmium allié au sélénium hautement efficaces, Nature Energie (2019). DOI: 10.1038 / s41560-019-0389-z

Fourni par
Université d'État du Colorado

Citation:
                                                 Les chercheurs acquièrent des connaissances essentielles sur l'efficacité croissante du matériau solaire (23 mai 2019)
                                                 récupéré le 23 mai 2019
                                                 sur https://techxplore.com/news/2019-05-gain-key-insight-solar-material.html

Ce document est soumis au droit d'auteur. Mis à part toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucun
                                            partie peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni seulement pour information.

Source

A propos newstrotteur-fr

Découvrez également

3 fois pire que la version PC

Sanglant: Rituel de la Nuit est sur Nintendo Switch après avoir frappé d'autres plates-formes la …

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *