Бор (B) — это вещество, используемое в качестве легирующей добавки в материалах для солнечных батарей или элементов. Поскольку он вступает в реакцию с кремнием на протяжении всего производственного процесса, присутствие бора в солнечных панелях имеет решающее значение. Затем он изменяет атомную структуру кремния, вырабатывая электричество. Электричество вырабатывается за счет движения избытка электронов, образующегося в результате этого процесса.
Как используется бор?
Согласно исследованиям, кремниевые полупроводники могут поглощать до 10% больше света, чем раньше, если добавить к ним всего 1% бора. Это означает, что они лучше работают в условиях недостаточного освещения или в пасмурные дни, когда солнечного света мало.
Бор (B) способствует оптимальному использованию солнечной энергии на солнечных электростанциях. Поскольку он уменьшает разрушение органических веществ, таких как водоросли и планктон , обитающие в озерах и океанах вблизи солнечных электростанций, бор также является экологически благоприятным веществом. Как экологически чистые биопродукты, эти органические материалы могут быть защищены бором, который способен поглощать тепло, прежде чем высвободить его в атмосферу.
Что такое легирование бором в солнечных панелях?
В последние годы легирование кремния бором привлекает все больше внимания благодаря возможности его применения в солнечных элементах. Для формирования p+ слоя бор вводят в p-область полупроводникового материала, такого как кремний или арсенид галлия. Добавление бора уменьшает ширину запрещенной зоны полупроводникового материала , что снижает сопротивление устройства. В результате увеличивается ток, протекающий через устройство.
Для создания глубокого донорного уровня бор (B) также может быть добавлен в области n-типа. На этом уровне захваченные электроны превращаются в отрицательно заряженные ионы. Эти отрицательные заряды минимизируют рекомбинационные потери, вытягивая дырки из других компонентов устройства.
В последние годы цены на возобновляемые источники энергии быстро снижаются. Окружающая среда и наши кошельки получают огромную выгоду от того, что ветровая и солнечная энергия теперь конкурентоспособны по сравнению с ископаемым топливом. Но в области солнечных элементов еще предстоит проделать огромную работу. Борные элементы — один из типов элементов, который добивается прогресса в этой области.
Читайте также: Что такое британская термическая единица?
Как бор влияет на солнечные элементы?
Солнечные элементы, работающие на боре, обладают более высокой эффективностью преобразования, чем элементы из кремния. Это объясняется тем, что они способны поглощать слабый свет более эффективно, чем традиционные фотоэлектрические материалы (кремний).
Бор является превосходным поглотителем фотонов по сравнению с кремнием, поскольку он способен передавать электроны между атомами посредством резонансных колебаний. Кроме того, солнечные элементы на основе бора имеют более высокий коэффициент преобразования, чем обычные солнечные панели на основе кремния, что делает их более эффективными.
Первый шаг к повышению эффективности солнечной ячейки — улучшение ее материалов. Полупроводники с широкой запрещенной зоной — лучшие полупроводники. Они способны преобразовывать много света в электроны.
Изменение ширины запрещенной зоны материала позволяет повысить эффективность солнечных элементов. Более того, лучшие кремниевые солнечные элементы способны достигать эффективности до 40% . Использование монокристаллических кремниевых материалов позволяет производить такие элементы с меньшими затратами.
