En løsning til brud på holdbare solceller

Mikro revner i solceller er en hyppig udfordring for producenter af solcellemoduler. EU-finansierede forskere introducerede en innovativ forspændingsteknik til at bremse væksten af ​​revner og lave holdbare solceller.

Regelmæssige silicium solceller er lavet af meget tynde wafers, normalt omkring 200 mikrometer tyk. Selvom de har en vis evne til at bøje, de kan lide af revner - ofte forårsaget af mekaniske kræfter eller termiske belastninger. Disse mikro revner er så små, at de er umulige at se med det blotte øje, gør det vanskeligt at opdage. "Især kan mikro revner skyldes dårlig håndtering af solcellerne under deres produktion, ved transport- eller installationsskader på modulerne eller ved udsættelse for forskellige klimatiske påvirkningsfaktorer "bemærker prof. Marco Paggi, der har stået for det EU-finansierede projekt PHYSIC.

Med udgangspunkt i den banebrydende forskning udført af et andet projekt fra Det Europæiske Forskningsråd, forskere, der arbejder med PHYSIC, konkluderede, at alle årsager til revner i siliciumsolceller primært er relateret til materialets skørhed. Derfor, den industrielle tendens til at reducere tykkelsen af ​​solceller for at spare materiale kan øge effekten af ​​revner og være skadelig for solcellemodulets holdbarhed.

En lille stress øger ledningsevnen

For at finde et muligt middel mod revnevækst, forskere tog et mekanisk perspektiv på problemet. Kernen i deres tilgang var, at solceller ikke er selvstændige komponenter, men er snarere indlejret i en laminatstruktur sammensat af forskellige lag af forskellige materialer, herunder glas og polymerer.

Teamet lagde fokus på de restspændinger, der var til stede under lamineringsprocessen, som er forårsaget af de forskellige termoelastiske egenskaber ved forskellige materialer. "Omhyggelig analyse førte til opdagelsen af, at udøvelse af en svag resterende trykbelastning på solceller efter modulfremstilling kan øge elektrisk ledningsevne omkring enhver revne. På grund af disse ønskelige restspændinger, revner har en tendens til at lukke, lade elektrisk strøm passere frit igennem dem, "forklarer prof. Paggi.

Ved at anvende en innovativ forspændingsteknik på bagsidematerialet-det sidste polymere lag, der danner laminatstrukturen, der findes modsat glasset-formåede forskere at øge mængden af ​​trykbelastninger i silicium og opnå en revneslukning for de fleste revner . Elektroluminescensdata for revnede solceller før og efter behandling gav klart bevis for, at solcellens mørke portioner bliver elektrisk ledende igen efter den ny foreslåede forspændingsteknik.

Modstand mod revner betyder noget

PHYSIC afslørede en ny generation af fotovoltaiske moduler, der viser overlegen modstand mod revner. Projekttilgangen var afhængig af grundlæggende mekanikprincipper for kompositter, der hidtil har været uadresserede af fotovoltaiske producenter. "Forsømmelse af materielle nedbrydningsproblemer kan vise sig meget skadeligt for driften af ​​solcellemoduler, hvilket fører til tab af elektrisk strøm meget højere end hvad der spares ved at fokusere på at øge solenergiens konverteringseffektivitet, "tilføjer professor Paggi.