Japonští vědci popsali kroky, které se mají podniknout ke zlepšení průměrné účinnosti solárních modulů CIGS, ze současných přibližně 18,5 % na více než 20 %. Představili všechny kritické technické faktory, které v současné době brání technologii širšímu přijetí na trhu.
Vědci z japonského Národního institutu pokročilé průmyslové vědy a technologie zkoumali vyhlídky na lehká, flexibilní fotovoltaická zařízení založená na technologii tenkých vrstev mědi, india, galia a selenu (CIGS).
Svá zjištění popsali v „Lehké a flexibilní solární minimoduly Cu(In,Ga)Se2: směrem k 20 % fotovoltaické účinnosti a dále“. Ta se nedávno publikovala v časopise Flexible Electronics. Řekli, že jejich práce se z velké části omezila na panely. Ty lze použít na střechách, kde platí přísná omezení hmotnosti. Použili však i střechy se zakřivenými povrchy a povrchy, na které nelze použít konvenční panely z krystalického křemíku (c-Si).
„Mezi tenkovrstvými fotovoltaickými technologiemi jsou solární články na bázi CIGS atraktivní možností díky svým výhodám relativně vysoké účinnosti přeměny energie, dlouhodobé stabilitě, relativně krátké době energetické návratnosti a malé uhlíkové stopě produktů,“ uvedli vědci. .
Bude zásadní zlepšit kontrolu dopování alkalických kovů na fólii CIGS. Proto, aby technologie solárních modulů CIGS dosáhla účinnosti více než 20 % na úrovni modulu. Řekli, že to závisí na druzích alkalických kovů a dopingových metodách a procesech.
Technologie solárních modulů
„Kromě dopování alkalickými kovy je to legování stříbra (Ag) a síry (S) pro modifikaci a kontrolu struktury energetického pásu v zařízeních CIGS. Dále zlepšení kvality objemových krystalů a modifikace povrchu a zadního rozhraní. To vše na aktuální témata zájmu komunity CIGS,“ vysvětlili vědci. Tyto techniky by mohly pomoci zvýšit průměrnou účinnost flexibilních panelů CIGS. A to ze současných přibližně 18,5 % na více než 20 %.
Vědci uvedli, že potlačení rekombinace nosičů na rozhraní a v objemu buňky CIGS je jedním z faktorů. To se má zlepšit, aby se dosáhlo vyšší účinnosti. Identifikovali rýhované hrany fotoabsorbérů CIGS jako jednu z možných příčin vedoucích k problémům s rekombinací.
,,Nicméně k dnešnímu dni proběhlo jen několik diskuzí o vlivu mechanicky rýhovaných hran na výkon fotovoltaiky,“ uvedli. ,,Proto je v této části vliv mechanického rýhování (MS). To se používá jako standardní technika, na fotovoltaický výkon srovnatelně studován s fotolitograficky vytvořenými okraji.“
Přehled také zkoumá variace výkonu CIGS s intenzitou světla a navrhuje užitečnost fotovoltaických zařízení CIGS za podmínek nízkého osvětlení.
„Pro další vývoj je zásadní zlepšení výkonu jednotlivých článků CIGS,“ uzavřeli. „Očekává se, že přístupy založené na materiálové vědě a fyzice zařízení, včetně modifikace povrchu a rozhraní a kvality objemových krystalů legováním s Ag nebo S nebo jinými prvky, jakož i dopingové kontroly alkalických kovů, přinesou další pokrok ve fotovoltaice CIGS. “
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
