Borium (B) is een stof die als doteringsmiddel wordt gebruikt in materialen voor zonnecellen. Omdat het tijdens het productieproces reageert met silicium, is de aanwezigheid van borium in zonnepanelen cruciaal. Het verandert vervolgens de atoomstructuur om elektriciteit op te wekken. Door de beweging van een overschot aan elektronen dat bij dit proces ontstaat, wordt elektriciteit opgewekt.
Hoe wordt boor gebruikt?
Volgens onderzoek kunnen siliciumhalfgeleiders tot 10% meer licht absorberen dan voorheen als er slechts 1% boor aan wordt toegevoegd. Dit betekent dat ze beter presteren in slecht verlichte ruimtes of op bewolkte dagen wanneer er minder zonlicht is.
Boor (B) draagt bij aan het optimaal benutten van zonne-energie in zonne-energiecentrales. Doordat het de afbraak van organisch materiaal zoals algen en plankton in meren en oceanen in de buurt van zonneparken vermindert, is boor ook milieuvriendelijk. Als milieuvriendelijk bioproduct kan boor deze organische materialen beschermen door warmte te absorberen voordat deze in de atmosfeer vrijkomt.
Wat is boordoping in zonnepanelen?
Vanwege de mogelijke toepassingen in zonnecellen heeft boriumdotering in silicium de laatste jaren steeds meer aandacht gekregen. Om een p+-laag te vormen, wordt borium toegevoegd aan een p-type gebied van een halfgeleidermateriaal zoals silicium of galliumarsenide. Door de toevoeging van borium wordt de bandgap van het halfgeleidermateriaal kleiner , waardoor de weerstand van het apparaat afneemt. Hierdoor wordt de stroomdoorgang van het apparaat verhoogd.
Om een diep donorniveau te creëren, kan ook boor (B) worden toegevoegd aan n-type regio's. Op dit niveau veranderen gevangen elektronen in negatief geladen ionen. Deze negatieve ladingen minimaliseren recombinatieverliezen door gaten te trekken uit andere componenten van het apparaat.
De afgelopen jaren is de prijs van hernieuwbare energiebronnen snel gedaald. Het milieu en onze portemonnee profiteren er enorm van dat wind- en zonne-energie nu kunnen concurreren met fossiele brandstoffen. Maar er is nog een hoop werk aan de winkel op het gebied van zonnecellen. Borium-aangedreven cellen zijn een type cel dat vooruitgang boekt op dit gebied.
Lees ook: Wat is British Thermal Unit?
Welke invloed heeft boor op zonnecellen?
Zonnecellen op basis van boor hebben een hogere conversie-efficiëntie dan cellen op basis van silicium. Dit komt doordat boor zwakker licht efficiënter kan absorberen dan conventionele fotovoltaïsche materialen (zoals silicium).
Borium absorbeert fotonen beter dan silicium omdat het elektronen tussen atomen kan overdragen via resonantietrillingen. Bovendien hebben op borium gebaseerde zonnecellen een hogere conversiesnelheid dan conventionele op silicium gebaseerde zonnepanelen , waardoor ze krachtiger zijn.
De eerste stap in het verhogen van de efficiëntie van een zonnecel is het verbeteren van de materialen. Halfgeleiders met een brede bandgap zijn de beste halfgeleiders. Ze hebben de capaciteit om veel licht om te zetten in elektronen.
De bandgap van het materiaal kan worden aangepast om de efficiëntie van zonnecellen te verhogen. Bovendien kunnen de beste siliciumzonnecellen een rendement tot wel 40% behalen . Door gebruik te maken van siliciummaterialen met één kristalstructuur kunnen deze cellen tegen lagere kosten worden geproduceerd.
