Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Zdolność półprzewodnikowych ogniw słonecznych do wykorzystywania światła naszej gwiazdy zależy od przerw energetycznych charakteryzujących użyte materiały. Jako że żaden półprzewodnik nie ma odpowiednich właściwości pozwalających mu na pracę z całym spektrum światła, dotychczas opracowane ogniwa, które potrafią je wykorzystywać, zbudowane są z wielu warstw różnych półprzewodników. To z kolei powoduje, że ich produkcja jest na tyle kosztowna, iż żadne takie ogniwa nie są dostępne w sprzedaży na rynku konsumenckim.

Władysław Walukiewicz i kierowany przezeń zespół Solar Energy Materials Research Group w Lawrence Berkeley National Laboratory stworzyli właśnie ogniwa, które nie tylko współpracują z całym spektrum światła słonecznego, ale ich produkcja jest łatwa i tania.

Walukiewicz i Kin Man Yu od 2002 roku pracują nad znalezieniem odpowiednich materiałów na ogniwa słoneczne. Mają na swoim koncie spore osiągnięcia, jednak wszystkie dotychczas opracowane materiały były drogie i trudne w produkcji.

Tym razem naukowcy wykorzystali powszechnie używany w przemyśle półprzewodnikowym arsenek galu, ale zastąpili w nim część atomów arsenu azotem. Wprowadzili w ten sposób do materiału kolejną przerwę energetyczną, a uzyskany tak materiał można produkować za pomocą metody MOCVD (metaloorganiczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej), która jest obecnie szeroko stosowana w przemyśle.

Arsenek galu wzbogacony azotem znany jest od lat, ale osiągnięciem zespołu Walukiewicza jest odpowiednia architektura przerw energetycznych. Uczeni założyli, że warunkiem działania ich ogniwa będzie dobre odizolowanie pośredniej przerwy od miejsc, w których gromadzone są ładunki elektryczne. Przerwa pośrednia musi absorbować światło, ale nie może przewodzić prądu - wyjaśnia Walukiewicz. Testowe urządzenie gromadziło elektrony z przerwy przewodzącej i dziury z przerwy walencyjnej. Przerwa środkowo była zablokowana i od góry i od dołu. Dla porównania stworzono niemal identyczne urządzenie, w którym przerwa pośrednia była zablokowana tylko od góry.

Testy wykazały, że urządzenie docelowe - to z zablokowaną przerwą - bardzo dobrze odpowiada na światło słoneczne i reaguje na spektrum od podczerwieni (1,1 eV) do ultrafioletu (3,2 eV).

Z kolei urządzenie z odblokowaną przerwą pośrednią dobrze reagowało tylko na bliską podczerwień.

Share this post


Link to post
Share on other sites

hmmm, to brzmi jak kolejna z wielu rewolucji w ogniwach słonecznych o których tu czytam. wiem, że od wymyślenia do wprowadzenia do produkcji mija sporo czasu, ale wygląda na to, że technologia bardzo się rozwija ale wdrożeń nie za wiele?

Share this post


Link to post
Share on other sites

jest tutaj troche pomieszania z poplataniem.

 

metody MOCVD (metaloorganiczne chemiczne osadzanie z fazy gazowej), która jest obecnie

 

uwaga: 'metaloorganika' to w ogolnosci zwiazki (swoja droga dosc trujace). na moje oko, zeby brzmialo to po polsku lepsze byloby uzycie 'chemiczne osadzanie z fazy gazowej z zastosowaniem związków metaloorganicznych', wzorujac sie na np. UJ. idac dalej typowo mowi sie inzynierii przerwy energetycznej. architekture mozna podziwiac na rzeczonym UJ-cie ;)

 

na koniec cos drastycznego..

 

Testowe urządzenie gromadziło elektrony z przerwy przewodzącej i dziury z przerwy walencyjnej.

 

nie ma czegos takiego jak przerwa przewodzaca* lub walencyjna. to klasyczny bohomaz jezykowy. przerwa (energetyczna) jest pomiedzy pasmami przewodnictwa i walencyjnym. panowie Walukiewicz i Yu poprzez domieszkowanie wprowadzili do niej dodatkowe pasmo (to przed MOCVD okreslona 'kolejna przerwa') zwane wlasnie posrednim.

_____

* wlasciwie powinno byc raczej 'przewodnictwa'. chyba, ze autor mial na mysli materialy amorficzne.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

×
×
  • Create New...