蚀刻光电;太阳能电池板退化;对水的光电极分裂。
蚀刻光电
密西根科技大学和阿尔托大学的研究人员发现了一种方法降低生产成本黑硅太阳能电池的10%以上。第一个原型模块已经在生产工业生产线。
通常,用于太阳能电池的硅蚀刻减少反射光,尽管一些光还是失去了。Nano-texturing硅创造了“黑硅”,更有效地捕捉光线。然而,当前工业用黑硅纳米结构由浅,导致次优的光学性质和需要一个单独的增透膜。
新方法黑硅使用干蚀刻创建深针状的纳米结构光做一个完美的表面,消除防反射涂层的需要。减少表面缺陷对电机性能的影响,硅还接受一个合适的原子层沉积(ALD)涂层。
黑人没有AR-coating PERC太阳能电池生产工业。奥林匹克广播服务公司。硅衬底是multicyrstalline尽管圆角。(来源:台湾加高Savin研究小组/阿尔托大学)
以前,干蚀刻和退化为实际使用被认为过于昂贵。然而,研究小组发现,虽然生产个人black-Si被动发射器后细胞(PERC)在15.8%和25.1%之间比制造传统电池更昂贵,效率提升和能够使用更便宜的硅multicrystalline超过这些额外的成本:总的来说,单位成本下降了10.8%。
最好的模块生产的能源效率超过20%。细胞还显示高公差对杂质和更好的长期稳定和行业标准参考细胞。
太阳能电池板退化
普渡大学的研究人员开发了一种方法检测太阳能电池板退化在这个领域。团队使用公共太阳能电池板提供的数据整合参数的国家可再生能源实验室的电池板发电,如电阻和电压。送入算法时,曲线生成的输出功率的太阳能电池。
实时诊断使用数据生成的活性太阳能农场最终通知更好的面板设计,研究小组说。“如果你看看市场上太阳能电池组件,它们的设计几乎世界上不同,无论他们在哪里,就像iphone在美国和中国销售几乎是相同的,“Xingshu太阳说,最近的普渡大学的博士研究生。“但太阳能模块应该单独设计,因为它们在不同环境中降解不同。”
退化在潮湿的环境中,例如,有腐蚀的形式,但高海拔地区没有湿度通过紫外线浓度的增加导致退化。不知道面板将被放置的地方,企业往往以补偿不同天气条件下,或者过度设计太阳能电池板,推高生产成本。
太阳能光伏诊断数据存储的所有文件(输入、输出和模拟代码),并提供一个简单的访问用户的阅读。50预处理工具被添加到系统文件显示原始字段数据和气象数据是如何转换成适当的格式的输入文件。(来源:Xingshu太阳,拉来自Krishna Chavali穆罕默德Ashraful阿拉姆/普渡)
从长远来看,研究人员希望算法可以显示多少能源太阳能农场生产30年来通过看天气预报数据之间的关系和投影的电路参数。将该算法与其他基于物理模型可能最终预测太阳能农场的生命周期。
该算法在实验阶段,但可下载通过美国国家科学基金会资助的其他研究人员使用数字环境使数据驱动的科学(行为)平台。
光电极水分裂
北海道大学的科学家开发了一个光电极人工光合作用系统能够收获85%的可见光,转换光能比先前的方法更有效。
团队之间夹一个30纳米二氧化钛薄膜半导体100纳米金薄膜和金纳米粒子增强光吸收。当系统由光从金纳米粒子辐照,金膜作为一面镜子,捕获两个金层之间的光在腔,帮助纳米粒子吸收更多的光。
左:新开发的光电极,半导体层的三明治(二氧化钛)黄金电影电影(Au)和金纳米粒子(Au NPs)。金纳米粒子被部分镶嵌到二氧化钛薄膜的表面来提高光吸收。右:光电极(Au-NP /二氧化钛/ Au-film) 7海里的嵌入深度光陷阱(上)使其不透明等。Au-NP /二氧化钛结构而非盟电影显示比较(底部)。(来源:三泽h . et al .,自然纳米技术,7月30日,2018)
众所周知,金纳米粒子表现出一种现象叫做局部等离子体共振吸收一定波长的光。“我们的光电极成功创建了一个新的环境中等离子体和可见光困在氧化钛层强烈相互作用,允许广泛的波长的光被吸收到金纳米粒子,“说总裁中西宏明三泽,教授在北海道大学电子科学研究所。
当金纳米粒子吸收光线,额外的能量触发电子激发的黄金,转让电子半导体。“光能量转换效率高出11倍比那些没有光捕获功能,“三泽解释说。提高了效率也导致一个增强水分裂人工光合作用:电子减少氢离子,而其余电子空穴氧化水产生氧气。
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