Bor (B) to substancja służąca jako domieszka w materiałach do urządzeń lub ogniw słonecznych. Ponieważ reaguje z krzemem w całym procesie produkcyjnym, obecność boru w panelach słonecznych jest kluczowa. Następnie modyfikuje on swoją strukturę atomową, wytwarzając energię elektryczną. Energia elektryczna jest wytwarzana poprzez ruch nadmiaru elektronów wytwarzanych w tym procesie.
Jak wykorzystuje się bor?
Według badań, półprzewodniki na bazie krzemu mogą absorbować do 10% więcej światła niż dotychczas, jeśli doda się do nich zaledwie 1% boru. Oznacza to, że działają lepiej w słabo oświetlonych miejscach lub w pochmurne dni, gdy jest mniej słońca.
Bor (B) wspomaga optymalne wykorzystanie energii słonecznej w elektrowniach słonecznych. Ponieważ zmniejsza niszczenie materii organicznej, takiej jak algi i plankton , żyjącej w jeziorach i oceanach w pobliżu farm słonecznych, bor jest również korzystny dla środowiska. Jako bioprodukty środowiskowe, te materiały organiczne mogą być chronione przez bor, który może absorbować ciepło przed uwolnieniem go do atmosfery.
Na czym polega domieszkowanie borem paneli słonecznych?
Ze względu na potencjalne zastosowanie w ogniwach słonecznych, domieszkowanie krzemu borem zyskuje w ostatnich latach coraz większą uwagę. Aby utworzyć warstwę p+, domieszkuje się nim obszar typu p materiału półprzewodnikowego, takiego jak krzem lub arsenek galu. Dodatek boru spłyca przerwę energetyczną materiału półprzewodnikowego , co obniża rezystancję urządzenia. W rezultacie zwiększa się przepływ prądu w urządzeniu.
Aby utworzyć głęboki poziom donora, bor (B) może być również dodany do regionów typu n. Na tym poziomie uwięzione elektrony zmieniają się w jony o ładunku ujemnym. Te ładunki ujemne minimalizują straty rekombinacji poprzez wyciąganie dziur z innych komponentów urządzenia.
W ostatnich latach ceny odnawialnych źródeł energii gwałtownie spadają. Środowisko i nasze portfele korzystają w ogromnym stopniu z faktu, że energia wiatrowa i słoneczna jest obecnie konkurencyjna w stosunku do paliw kopalnych. Nadal jednak pozostaje wiele do zrobienia w zakresie ogniw słonecznych. Ogniwa zasilane borem to jeden z rodzajów ogniw, który robi postępy w tej dziedzinie.
Przeczytaj także: Co to jest brytyjska jednostka cieplna?
Jak bor wpływa na ogniwa słoneczne?
Ogniwa słoneczne zasilane borem mają lepszą wydajność konwersji niż te wykonane z krzemu. Dzieje się tak, ponieważ pochłaniają słabe światło wydajniej niż konwencjonalne materiały fotowoltaiczne (krzem).
Bor jest lepszym absorberem fotonów niż krzem, ponieważ może przenosić elektrony między atomami poprzez drgania rezonansowe. Ponadto ogniwa słoneczne na bazie boru charakteryzują się wyższym współczynnikiem konwersji niż konwencjonalne panele słoneczne na bazie krzemu , co czyni je bardziej wydajnymi.
Pierwszym krokiem w zwiększaniu wydajności ogniwa słonecznego jest udoskonalenie jego materiałów. Półprzewodniki szerokopasmowe są najlepszymi półprzewodnikami. Mają zdolność przekształcania dużej ilości światła w elektrony.
Przerwę energetyczną materiału można zmienić, aby zwiększyć wydajność ogniw słonecznych. Co więcej, najlepsze krzemowe ogniwa słoneczne osiągają sprawność nawet do 40% . Wykorzystanie monokrystalicznych materiałów krzemowych pozwala na produkcję tych ogniw przy niższych kosztach.
