Gli scienziati più vicina alla pratica completo spettro solar cells

I ricercatori di Berkeley Kin Man Yu e Wladek Walukiewicz (Foto: Berkeley Lab)

Gli scienziati Lawrence Berkeley National Laboratory dell'US Department of Energy hanno un passo più vicini allo sviluppo di una cella solare di completo spettro-commercialmente. Tradizionalmente, a causa della loro limitata banda proibita (intervallo di energia), semiconduttori utilizzati in celle solari sono solo Stati in grado di rispondere a un certo segmento dello spettro solare – questo segmento varia, a seconda dei semiconduttori. Sono state create alcune cellule che rispondono a tutto, dalla bassa energia infrarossi attraverso visibile di ultravioletto luce ad alta energia, ma questi sono stati costosi da produrre e pertanto inidonee ad uso comune. Tuttavia, la nuova cella, risponde a quasi l'intero spettro e può essere fatto utilizzando uno dei più comuni processi di produzione dell'industria dei semiconduttori.

Dato che nessuno dei semiconduttori lega può rispondere a tutte le lunghezze d'onda, l'approccio utilizzato in passato è stata alla pila dei livelli dei semiconduttori diversi – ognuna con un gap di diverse band – e li filo in serie. Nove anni fa, regolando gli importi di indio e gallio nel nitruro di gallio lega Indio, Berkeley Wladek Walukiewicz e Kin Man Yu erano in grado di ottimizzare la sua banda proibita per rispondere alle diverse lunghezze d'onda. Utilizzando questa tecnologia, erano in grado di creare una cella solare di completo spettro di impilamento versioni diverse della stessa lega, ma il processo di produzione è stato abbastanza complesso.

Nel 2004 hanno preso un approccio diverso, creando una singola lega dei semiconduttori altamente non corrispondenti, basato su una comune lega, zinco (plus di manganese) e tellurio. Essi erano in grado di aggiungere una terza banda proibita, tra quelli di zinco e tellurio, dal doping la lega con l'ossigeno. Ciò ha portato ancora una volta in una cella di completo spettro solare, ma il metodo di creazione è stata ancora una volta troppo complicato e costoso.

Loro ultima creazione è un altro dei semiconduttori multibanda lega, nitruro di arseniuro di gallio, che ha una composizione simile a quella dell'arseniuro di gallio comunemente utilizzati. In questo caso, la band di terza viene creata sostituendo alcuni degli atomi arsenico con azoto. A differenza dei loro sforzi precedenti, questo materiale di celle solari possa essere prodotti tramite uno dei metodi più comuni di fabbricare semiconduttori composti – deposizione di vapore chimico di metalorganic.

Quando viene esposto alla luce solare, è stata dimostrata una cella di prova con il nuovo semiconduttori fortemente rispondere a tutte le parti dello spettro, rendendo questo un passo significativo nel verso le celle solari più efficiente che può essere prodotto di massa dai metodi convenzionali.

La ricerca è stato recentemente pubblicata nella rivista Physical Review Letters.

Via Berkeley Lab.

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