बेहतर सिलिकॉन सोलर पैनल

अमेरिकी ऊर्जा विभाग [जीजी] #39; की राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला (एनआरईएल) और कोलोराडो स्कूल ऑफ माइन्स के शोधकर्ता सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में दोषों की पहचान करने के लिए एक नई तकनीक लागू कर रहे हैं जो दक्षता में गिरावट का कारण बनती हैं। परमाणु स्तर पर सीखे गए सबक से निर्माताओं के अपने उत्पादों को प्रकाश-प्रेरित गिरावट के रूप में जाना जाने वाले उत्पादों को मजबूत करने के तरीके में सुधार हो सकता है।

प्रकाश-प्रेरित गिरावट, या एलआईडी, सिलिकॉन सौर कोशिकाओं की दक्षता को लगभग 2% तक कम कर देता है, जो क्षेत्र में तैनात प्रौद्योगिकी के 30- से 40-वर्ष के जीवनकाल में बिजली उत्पादन में महत्वपूर्ण गिरावट को जोड़ता है। सिलिकॉन से बने सौर सेल वैश्विक बाजार के 96% से अधिक के लिए खाते हैं, और इन कोशिकाओं के निर्माण में उपयोग किए जाने वाले सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले अर्धचालक बोरॉन-डॉप्ड सिलिकॉन से बने होते हैं। लेकिन बोरॉन-डॉप्ड सिलिकॉन एलआईडी के लिए अतिसंवेदनशील है, इसलिए निर्माताओं ने सौर मॉड्यूल को स्थिर करने के तरीके विकसित किए हैं।

परमाणु स्तर पर दोषों की समझ के बिना, शोधकर्ताओं ने कहा कि उन मॉड्यूल की स्थिरता की भविष्यवाणी करना असंभव है।

[जीजी] उद्धरण;कुछ मॉड्यूल पूरी तरह से स्थिर हो गए हैं। उनमें से कुछ केवल आधा स्थिर हैं, [जीजी] उद्धरण; अबीगैल मेयर ने कहा, एक पीएच.डी. खान में उम्मीदवार और एनआरईएल में एक शोधकर्ता। वह एलआईडी घटना के स्रोत को इंगित करने के प्रयासों का विवरण देने वाले एक नए पेपर की प्रमुख लेखिका हैं। लेख, [जीजी] quot;बोरॉन-डोपेड कज़ोक्राल्स्की सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में प्रकाश-प्रेरित दक्षता-अपमानजनक दोष की परमाणु संरचना, [जीजी] quot; जर्नल में दिखाई देता हैऊर्जा [जीजी] amp; पर्यावरण विज्ञान.

उनके सह-लेखक विन्सेन्ज़ो लासाल्विया, विलियम नेमेथ, मैथ्यू पेज, डेविड यंग, ​​​​पॉल स्ट्रैडिंस, सभी एनआरईएल से हैं; सुमित अग्रवाल, माइकल वेनुटी और सेरेना एली, जो माइंस से हैं; और पी. क्रेग टेलर, एक सेवानिवृत्त खान प्रोफेसर, जिन्होंने अनुसंधान पर परामर्श किया।

एनआरईएल में सिलिकॉन फोटोवोल्टिक अनुसंधान में एक प्रमुख वैज्ञानिक और एक परियोजना नेता स्ट्रैडिंस ने कहा कि दशकों से एलआईडी की समस्या का अध्ययन किया गया है, लेकिन गिरावट के कारणों की सटीक सूक्ष्म प्रकृति निर्धारित नहीं की गई है। शोधकर्ताओं ने अप्रत्यक्ष प्रयोग और सिद्धांत के माध्यम से निष्कर्ष निकाला है कि जब कम बोरॉन का उपयोग किया जाता है या सिलिकॉन में कम ऑक्सीजन मौजूद होता है तो समस्या कम हो जाती है।

एनआरईएल और खान शोधकर्ताओं के बीच सहयोग एलआईडी के लिए जिम्मेदार दोषों की पहचान करने के लिए इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक रेजोनेंस (ईपीआर) पर निर्भर था। पहली बार, सूक्ष्म परीक्षा में एक अलग दोष हस्ताक्षर का पता चला क्योंकि नमूना सौर कोशिकाओं को प्रकाश द्वारा अधिक अवक्रमित किया गया था। दोष हस्ताक्षर गायब हो गया जब वैज्ञानिकों ने अनुभवजन्य [जीजी] quot;पुनर्जनन [जीजी] उद्धरण लागू किया; उद्योग द्वारा अपनाए गए एलआईडी को ठीक करने की प्रक्रिया। उनके आश्चर्य के लिए, शोधकर्ताओं ने एक दूसरा, [जीजी] quot;व्यापक [जीजी] उद्धरण भी पाया; EPR हस्ताक्षर प्रकाश के संपर्क से प्रभावित होता है, जिसमें LID दोष होने की तुलना में कई अधिक डोपेंट परमाणु शामिल होते हैं। उन्होंने परिकल्पना की कि प्रकाश से प्रेरित सभी परमाणु परिवर्तन LID की ओर नहीं ले जाते हैं।

एलआईडी का अध्ययन करने के लिए विकसित तकनीकों को सिलिकॉन सौर कोशिकाओं में अन्य प्रकार के अपमानजनक दोषों को प्रकट करने के लिए बढ़ाया जा सकता है और कैडमियम टेल्यूराइड और पेरोव्स्काइट्स सहित फोटोवोल्टिक में उपयोग किए जाने वाले अन्य अर्धचालक पदार्थों में, वैज्ञानिकों ने नोट किया।

ऊर्जा विभाग के भीतर सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी कार्यालय ने अनुसंधान को वित्त पोषित किया।