Онлайновый сервис для исследователей и производителей солнечных батарей

Источник: vce34.ru

В настоящее время для производства солнечных элементов чаще всего используется кремний. В процессе производства пластины высокоочищенного кремния проходят через несколько стадий постепенного нагрева и охлаждения. Но исходный материал может иметь незначительное количество примесей (в частности, молекул железа) которые способны повлиять на эффективность получаемых устройств. Компании, как правило, не могут позволить себе провести нужные эксперименты, чтобы определить степень негативного воздействия примесей. Но специалисты Массачусетского технологического института (США) в сотрудничестве с коллегами из Технического университета Мадрида (Испания) разработали и запустили онлайновый сервис «Примеси в эффективности» (также известен под названием I2E).

На основе данных о количестве примесей в кремнии программа моделирует различные стратегии производства, с подключением описаний этапов обработки и характеристик планируемого материала. За небольшой период времени (около минуты) сервис выдает данные о прогнозируемой эффективности готовых элементов. Также сообщается наиболее оптимальный вариант производства батарей. Как отмечает руководитель проекта доцент Тонио Буонассиси, высокотемпературная обработка приводит к перераспределению частичек железа в кремнии. Между тем, в солнечных батареях атомы металлов препятствуют свободному прохождению электронов. В этой ситуации очень многое зависит от распределения частиц металла. Участник работы, аспирант Дэвид Феннинг, приводит аналогию с митингами протеста. Если большая толпа блокирует центральную магистраль, многие машины могут воспользоваться обходными трассами.

В итоге скорость движения снижается, но это не катастрофа. А вот если на каждой улице имеется один — два демонстранта, происходит транспортный коллапс. Команда Буонассиси нашла способ воплотить информацию об основных физических процессах в подробном компьютерном моделировании. Чтобы подтвердить точность своей программы, ученые провели ряд экспериментов. С помощью рентгеновского излучения, получаемого на синхротроне в Аргоннской национальной лаборатории (Испания), они определили фактическое распределение частиц железа в пластинах кремния, прошедших термическую обработку Результаты исследований совпали с теми данными, которые были получены путем моделирования. Остается добавить, что сайт на основе программы МИТ работает бесплатно и доступен для всех желающих.