Pentru celulele solare mai ieftine, subțierea este cu adevărat mai bună - ScienceDaily
Costurile panourilor solare au scăzut în ultimii ani, ducând la rate ale instalațiilor solare mult mai mari decât se așteptau majoritatea analiștilor. Dar, cu majoritatea potențialelor domenii de economisire a costurilor deja împinse la extrem, reducerile suplimentare ale costurilor devin mai dificile de găsit.
Acum, cercetătorii de la MIT și de la Laboratorul Național de Energii Regenerabile (NREL) au subliniat o cale către reducerea costurilor în continuare, de această dată prin slăbirea celulelor de siliciu în sine.
Celulele de siliciu mai subțiri au fost explorate înainte, în special în urmă cu aproximativ o duzină de ani, când costul siliciului a atins un nivel maxim din cauza lipsei de aprovizionare. Dar această abordare a suferit unele dificultăți: napolitele subțiri de siliciu erau prea fragile și fragile, ducând la niveluri inacceptabile de pierderi în timpul procesului de fabricație și aveau o eficiență mai mică. Cercetătorii spun că există acum modalități de a începe abordarea acestor provocări prin utilizarea unor echipamente de manipulare mai bune și a unor dezvoltări recente în arhitectura celulelor solare.
Noile descoperiri sunt detaliate într-o lucrare din revista Energy and Environmental Science, co-scrisă de MIT postdoc Zhe Liu, profesor de inginerie mecanică Tonio Buonassisi și alți cinci de la MIT și NREL.
Cercetătorii descriu abordarea lor ca fiind „tehnico-economică”, subliniind că în acest moment considerațiile economice sunt esențiale, ca și cele tehnologice în realizarea unor îmbunătățiri suplimentare în ceea ce privește accesibilitatea panourilor solare.
În prezent, 90 la sută din panourile solare din lume sunt fabricate din siliciu cristalin, iar industria continuă să crească cu o rată de aproximativ 30 la sută pe an, spun cercetătorii. Celulele fotovoltaice din siliciu de astăzi, inima acestor panouri solare, sunt fabricate din napolitane de siliciu cu o grosime de 160 micrometri, dar cu metode de manipulare îmbunătățite, cercetătorii propun că acest lucru ar putea fi ras până la 100 micrometri - și, în cele din urmă, doar 40 micrometri mai puțin, ceea ce ar necesita doar o pătrime din siliciu pentru o dimensiune dată a panoului.
Acest lucru ar putea reduce nu numai costul panourilor individuale, spun ei, dar și mai important, ar putea permite extinderea rapidă a capacității de producție a panourilor solare. Acest lucru se datorează faptului că extinderea poate fi constrânsă de limitele privind viteza cu care se pot construi noi plante pentru a produce lingouri de cristal de siliciu care sunt apoi feliate ca salam pentru a face napolitane. Aceste instalații, care sunt în general separate de fabricile de producere a celulelor solare, tind să fie mari în capital și consumatoare de timp pentru a construi, ceea ce ar putea duce la un blocaj în rata de expansiune a producției de panouri solare. Reducerea grosimii napolitanei ar putea ameliora această problemă, spun cercetătorii.
Studiul a analizat nivelurile de eficiență a patru variații ale arhitecturii celulelor solare, inclusiv celulele PERC (emițător pasivat și contactul din spate) și alte tehnologii avansate de înaltă eficiență, comparând ieșirile lor la diferite niveluri de grosime. Echipa a constatat că a existat de fapt o mică scădere a performanței până la grosimi de până la 40 micrometri, folosind procesele de fabricație îmbunătățite de astăzi.