Измерения выходной мощности

Физическое оборудование для эксперимента: мультиметр, люксметр, галогенная лампа, солнечные элементы

 В качестве источника света использовалась, установленная лампа, которая стабильно излучала свет близкое к солнечному спектру. Чтобы исключить случайные факторы, для одного и того же образца измерения значения тока короткого замыкания и напряжения холостого хода проводилось по нескольку раз и за конечный результат бралось среднее значение. Значения тока и напряжения регистрировали мультиметром (с точностью ± 0,5%).

В таблице 1 приведены результаты значения тока короткого замыкания, напряжение холостого хода и КПД солнечных элементов, исходной и с нанесенным покрытием из наночастиц оксидов никеля.

Таблица 1 – Параметры солнечного элемента до и после нанесения наночастиц оксидов никеля с различной плотностью

В представленной работе для создания квантовых точек на поверхности солнечных элементов использованы наночастицы оксида никеля. Полученные данные показывают повышение тока и напряжения кремниевого солнечного элемента. Повышение выходного напряжения до 3%, тока короткого замыкания до 4%, повышение КПД солнечных элементов на 0,65%,

Солнечные элементы превращают свет в электричество в небольшом диапазоне длин волн, а остальная часть спектра солнечного света, либо проходит через элемент не оказывая воздействия, либо преобразуется в электроэнергию с малой эффективностью.

   Использование достижений нанотехнологий позволило значительно улучшить характеристики кремниевых солнечных элементов. Для сравнения были сняты рабочие световые вольтамперные характеристики солнечных элемент без покрытия и с покрытием наночастиц оксидов никеля. 

1-образец солнечный элемент с покрытием из наночастиц оксида никеля;

2-образец солнечный элемент без покрытия

Из графика видно, что нанооксидное покрытие существенно повышает фототок и ЭДС холостого хода. При мощности падающего излучения в 100 мВт/см², максимальная эффективность солнечного элемента при нанесении наночастиц оксидов никеля на его поверхность достигает 8,901%.

Отсутствие других факторов, которые могут вызвать увеличение выходной мощности солнечного элемента после нанесения на его поверхность наночастиц оксидов никеля означает, что первопричиной является нанесенные наночастицы.

Проведенные исследования показывают, что на поверхности солнечного элемента присутствуют наночастицы с кристаллической структурой. Полученные результаты показывают, что присутствие на поверхности солнечных элементов наночастиц оксида никеля различных размеров способствуют увеличению поглощения полного спектра солнечного света.

Таким образом проведенные исследования показали, что варьируя размерами нанооксидов металлов можно «настроить» их на поглощение света в определенном спектре, т.е создать точки настроенные на захват в диапазоне всего спектра солнечного света, что приводит к существенному повышению КПД солнечных элементов.