قطعه الکتریکی جدیدی برای بهبود کارایی سلول های خورشیدی ساخته شد - انجمن گیگابلاگ

به گزارش انجمن گیگابلاگ، دانشمندان قطعه الکتریکی جدیدی برای بهبود پایداری سلول های خورشیدی ساخته اند. برای این کار محققان از فرآیند آنیلینگ برای ایجاد نانوبلور در اتصالات الکتریکی استفاده کردند.

به گزارش گروه دانشگاه انجمن گیگابلاگ، دانشمندان قطعه الکتریکی تازهی برای بهبود پایداری سلول های خورشیدی ساخته اند. برای این کار محققان از فرآیند آنیلینگ برای ایجاد نانوبلور در اتصالات الکتریکی استفاده کردند.

در آینده، جوامع کربن زدایی شده که از دستگاه های اینترنت اشیا (IoT) استفاده می نمایند، رایج خواهند شد. اما برای رسیدن به این هدف، ابتدا باید منابع بسیار کارآمد و پایدار انرژی های تتازهپذیر را درک کنیم. در این راستا، سلول های خورشیدی یک گزینه امیدوارنماینده در نظر گرفته می شوند، اما در اتصالات الکتریکی بین غیرفعال شدن سطح و رسانایی همواره یک رابطه معکوس وجود داشته که تقویت یکی موجب تضعیف دیگری می گردد. به تازگی محققان ژاپنی نوع تازهی از اتصالات الکتریکی را ایجاد نموده اند که می تواند بر این مشکل غلبه کند.

تازهترین نوع سلول های فتوولتائیک تجاری از لایه های انباشته سیلیکون کریستالی (c-Si) و یک لایه بسیار نازک اکسید سیلیکون (SiOx) برای تشکیل یک اتصال الکتریکی استفاده می نماید. SiOx به عنوان یک فیلم غیرفعال بوده که عملکرد، قابلیت اطمینان و پایداری دستگاه را بهبود می بخشد. اما این بدان معنا نیست که صرفاً افزایش ضخامت این لایه غیرفعال منجر به بهبود سلول های خورشیدی می گردد. SiOx یک عایق الکتریکی است و بین غیرفعال شدن و رسانایی اتصالات الکتریکی در سلول های خورشیدی رابطه ای معکوس وجود دارد.

در این پروژه که نتایج آن در ACS Applied Nano Materials منتشر شده است، یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه ناگویا یک لایه SiOx تازه ایجاد نموده اند که به طور همزمان امکان منفعل شدن بالا و رسانایی بهبود یافته را ارائه می دهد. این سطح تماس الکتریکی تازه با نام راستا انتقال نانوبلور در دی الکتریک های فوق نازک برای تقویت تماس غیرفعال نماینده (NATURE contact) شناخته می گردد که از ساختار های سه لایه تشکیل شده است. این ساختار، از لایه ای از نانوذرات سیلیکونی که بین دو لایه SiOx غنی از اکسیژن قرار گرفته، تشکیل شده است.

رسانایی اتصال الکتریکی در سلول های خورشیدی به تشکیل یک راستا حامل برای انتقال بار های الکترونیکی بستگی دارد. شکل گیری این راستا الکتریکی به یک عملیات حرارتی بالا به نام پخت کردن یا آنیلینگ بستگی دارد.

تحقیقات قبلی نشان داده است که اتصالات SiOx که حاوی نانوذرات سیلیکونی به عنوان یک راستا حامل هستند، می توانند خواص الکتریکی خوبی را به دست آورند. فرآیند بازپخت منجر به تشکیل نانوکریستال های سیلیکونی بسیار کوچک در لایه غیرفعال می گردد که تقریباً کروی شکل هستند. قطر این نانوبلور ها با ضخامت لایه غیرفعال مطابقت دارد. بنابراین، با کنترل شرایط بازپخت، می توان قطر و ضخامت بعدی لایه غیرفعال را تنظیم کرد.

این تیم تحقیقاتی اتصالات NATURE را ساختند و سپس آن ها را در شرایط مختلف بازپخت قرار دادند. پس از مطالعه محصول نهایی با میکروسکوپ الکترونی عبوری، آن ها متوجه شدند که نانوبلور های سیلیکونی در تماس در دمای بازپخت 750 درجه سانتیگراد تشکیل شده است. پژوهشگران بعلاوه خواص الکتریکی اتصالات را آنالیز کردند. آن ها مشاهده کردند که در مقایسه با اتصالات موجود، NATURE مقادیر اتلاف جریان و ولتاژ کمتری را تجربه می نمایند.