Znanstvenici iz Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju (NREL) proizveli su solarnu ćeliju s učinkovitošću od gotovo 50%. Solarna ćelija sa šest-spojovima sada drži svjetski rekord za najveću učinkovitost solarne konverzije od 47,1%, što je izmjereno pod koncentriranim osvjetljenjem. Varijacija iste ćelije također postavlja rekord učinkovitosti pri jednom-osvjetljenju suncu od 39,2%.
"Ovaj uređaj doista pokazuje izvanredan potencijal višespojnih solarnih ćelija", rekao je John Geisz, glavni znanstvenik u High{0}}Efficiency Crystalline Photovoltaics Group pri NREL-u i glavni autor novog rada o rekordnoj-ćeliji.
Rad, "Solarne ćelije šest-spoj III-V s učinkovitošću konverzije od 47,1% pod koncentracijom od 143 sunca," pojavljuje se u časopisu Nature Energy. Geiszovi ko-autori su znanstvenici NREL-a Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song i Thomas Moriarty.
Kako bi konstruirali uređaj, istraživači NREL-a oslanjali su se na III-V materijale -- tako-nazvane zbog svog položaja u periodnom sustavu -- koji imaju širok raspon svojstava apsorpcije svjetlosti. Svaki od šest spojeva ćelije (fotoaktivni slojevi) posebno je dizajniran za hvatanje svjetlosti iz određenog dijela sunčevog spektra. Uređaj sadrži ukupno oko 140 slojeva različitih III-V materijala koji podržavaju rad ovih spojeva, a ipak je tri puta uži od ljudske vlasi. Zbog svoje vrlo učinkovite prirode i troškova povezanih s njihovom izradom, solarne ćelije III-V najčešće se koriste za napajanje satelita, koji cijene III-V performanse bez premca.
Međutim, na Zemlji je šest-spojna solarna ćelija-prikladna za upotrebu u fotonaponskim koncentratorima, rekao je Ryan France, ko-autor i znanstvenik u III-V multijunction grupi pri NREL-u.
"Jedan od načina da smanjite troškove je smanjiti potrebnu površinu," rekao je, "a to možete učiniti korištenjem zrcala za hvatanje svjetla i fokusiranje svjetla do točke. Tada se možete izvući sa stotim ili čak tisućitim dijelom materijala, u usporedbi s ravnom -pločastom silicijskom ćelijom. Koncentriranjem svjetla koristite puno manje poluvodičkog materijala. Dodatna je prednost to što učinkovitost raste kako vi koncentrirate svjetlo."
Francuska je opisala potencijal za solarnu ćeliju da prijeđe 50% učinkovitosti kao "zapravo vrlo dostižan", ali da se 100% učinkovitost ne može postići zbog temeljnih ograničenja nametnutih termodinamikom.
Geisz je rekao da je trenutno glavna istraživačka prepreka prema učinkovitosti od 50% smanjenje otpornih barijera unutar ćelije koje ometaju protok struje. U međuvremenu, napominje da je NREL također intenzivno angažiran na smanjenju troškova III-V solarnih ćelija, omogućavajući nova tržišta za ove visoko učinkovite uređaje.
Vijesti iz: Science Daily
Repost by: China Nuclear ITG Capita Management Company
Kontaktirajte nas: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
