随着太阳能电池效率的众所周知的敌人(例如灰尘和花粉),最近出现了一个未知的未知数,当研究人员开始意识到制造过程中残留的痕迹会大大降低太阳能电池的效率。暴露于室外环境的严酷现实中。好吧,就像阿贡国家实验室的研究人员刚刚宣布将罪魁祸首钉在了一起一样,我们似乎可以将“未知”排除在外。
badjonni的《现在洗我》。
太阳能比化石燃料便宜
残留物问题涉及有机光伏(OPV),这是一种下一代的太阳能电池,可以用廉价,丰富的材料制成。与非金属硅相反,OPV基于有机聚合物(也称为塑料)。
尽管OPV转换太阳光的效率不如硅,但材料的低成本部分抵消了这一因素。
另一个抵消因素是OPV的制造工艺,该工艺远比制造硅太阳能电池便宜。通常,可以使用标准的大批量制造工艺(例如喷涂或卷对卷制造)将OPV应用于任何柔性,轻质的基材。
第三个因素是OPV在构建集成太阳能方面的应用范围,包括可以代替窗户玻璃的透明太阳能电池。
尽管具有所有这些优点,但OPV的相对较低的转换效率仍然是绊脚石,为了保持成本下降的趋势,研究人员需要将效率更高的产品包装在更小的空间中,从而更加需要解决残留物问题。
太阳能电池效率的关键
当研究人员意识到实际上存在OPV残留问题时,朝着正确方向迈出了一步。也就是说,制造过程中使用的催化剂(通常是金属钯)的纳米级碎片可能留在了成品中。
这将通过捕获太阳能电池产生的一些电荷而降低效率,更糟糕的是,由于残渣的数量可能会因批次不同而变化,因此还会引起商业太阳能电池性能的不确定性。另一个。
这使得识别残留物变得更加必要,但是有一段时间,研究人员不知所措,无法找到足够细腻和足够详细的设备来完成这项工作。
突破是在Argonne国家实验室的Seth Darling指导下的研究团队提出了解决该问题的高级光子源(APS)的想法的。
APS已经进行了为期八年的升级项目,被称为“西半球最亮的存储环产生的X射线束”的提供者。
正如阿贡(Argonne)作家Jared Sagoff所述,达令(Darling)的团队使用来自APS的高强度X射线来产生荧光效果,类似于犯罪现场调查人员使用荧光设备扫掠暗室中的神秘液体和其他物质的方式。
通过从APS收集的证据,研究小组确定并量化了制造过程中使用的催化剂(痕量金属,即上述金属钯)的痕迹。
我们建造了这个!
这个发现不是实验室温室的花朵。根据Sagoff的说法,光伏行业已经开始进行化学和工艺调整,以帮助减少残留物,然后才有可能完全防止光伏残留的新发展。
因此,让所有纳税人都为自己的后盾而努力,为另一种共享的公共研究机构提供资金,这是不可能用私营部门的资金建立的,但它直接使美国公司受益,并提高了它们在全球市场竞争中的前景。
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