Недавно были созданы новые солнечные панели, изготовленные из полупроводникового материала, называемого теллурид кадмия (CdTe). Фотопанели CdTe вырабатывают электроэнергию при меньших затратах, чем на кремниевые панели. А благодаря добавлению селена, был достигнут существенный прирост эффективности.
Благодаря этого энергия солнечных электростанций на основе CdTe может стать гораздо дешевле, чем от ископаемого топлива, что дает экономические, а также экологические перспективы.
Студент-исследователь в Центре технологий систем возобновляемой энергии (CREST) Том Фидуциа и международная команда исследователей смогли понять, почему селен дал такой прирост КПД.
Том работал с ведущими экспертами по солнечной энергии из CREST, Университета Дарема, Оксфордского университета и Университета штата Колорадо в США, чтобы исследовать влияние селена на солнечные панели.
Их работа под названием «Понимание роли селена в пассивации дефектов высокоэффективных солнечных теллуридов кадмия, легированных селеном», показала, что элемент работает, преодолевая вредные дефекты атомного масштаба в панелях CdTe.
Это объясняет повышение эффективности, поскольку электроны (субатомные частицы, которые несут электричество), которые генерируются, когда солнечный свет попадает на солнечную панель, с меньшей вероятностью будут захвачены и потеряны при дефектах. Это увеличивает количество извлекаемой энергии.
Поскольку селен неравномерно распределен по панелям, они сравнили «свечение», излучаемое из областей, где присутствовал селен или его совсем не было.
Том объяснил: «Хотя это кажется нелогичным, хороший материал солнечных батарей, который не содержит дефектов, очень эффективен в излучении света, и поэтому сильно светится. Оказалось, что области, богатые селеном, светятся намного ярче, чем чистый теллурид кадмия.
— Теперь, когда повышение эффективности, вызванное селеном, стало более понятным, возможно, получится использовать эти знания для дальнейшего повышения эффективности солнечных батарей из теллурида кадмия. Например, этого можно достигнуть путем увеличения количества селена в устройствах или изменения его распределения внутри клетки. Если эффективность можно будет повысить, это приведет к дальнейшему снижению цен на электроэнергию и окажет прямое положительное влияние на регионы, внедряющие эту технологию, — отметил Том.