Naukowcy nadal naciskająpanele słonecznebyć bardziej wydajnym, i mamy nowy rekord: nowe ogniwo słoneczne osiąga sprawność 39,5% w standardowych warunkach globalnego oświetlenia z 1 słońcem.
Znak 1-sun to tylko ustandaryzowany sposób pomiaru stałej ilości światła słonecznego, teraz prawie 40% promieniowania można zamienić na energię elektryczną. Poprzedni rekord dla tego typupanel słonecznymateriał miał sprawność 39,2%.
Wokół jest więcej typów ogniw słonecznych, niż mogłoby się wydawać. Zastosowanym tutaj typem są trójzłączowe tandemowe ogniwa słoneczne III-V, powszechnie stosowane w satelitach i statkach kosmicznych, chociaż mają również duży potencjał na stałym gruncie.
„Nowe ogniwa są bardziej wydajne i prostsze w projektowaniu i mogą być przydatne w wielu nowych zastosowaniach, takich jak aplikacje o wysokich ograniczeniach lub niskoemisyjne zastosowania kosmiczne” – powiedział fizyk Myles Steiner z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej.”.NREL) w Kolorado.
Jeśli chodzi o wydajność ogniw słonecznych, ważna jest część równania „potrójne złącze”. Każdy węzeł jest skoncentrowany w określonej części zakresu widma słonecznego, co oznacza, że mniej światła jest tracone i niewykorzystane.
Wydajność jest dalej poprawiana przez zastosowanie tak zwanej technologii „studni kwantowej”. Fizyka za nimi jest dość złożona, ale ogólna idea jest taka, że materiały są starannie dobrane i zoptymalizowane oraz tak cienkie, jak to możliwe. Wpływa to na pasmo wzbronione, minimalna ilość energii wymagana do wzbudzenia elektronów i umożliwienia przepływu prądu.
W tym przypadku trzy złącza składają się z fosforku galu i indu (GaInP), arsenku galu (GaAs) o pewnej dodatkowej wydajności studni kwantowej oraz arsenku galu i indu (GaInAs).
„Kluczowym czynnikiem jest to, że chociaż GaAs jest doskonałym materiałem i jest powszechnie stosowany w ogniwach wielozłączowych III-V, nie ma dokładnej przerwy energetycznej dla ogniw trójzłączowych, co oznacza fotoprąd między trzema ogniwami. Równowaga nie jest optymalna, ” powiedział fizyk NREL Ryan France.
„Tutaj zmodyfikowaliśmy przerwę wzbronioną za pomocą studni kwantowych, zachowując przy tym doskonałą jakość materiału, która umożliwia to urządzenie i potencjalnie inne zastosowania”.
Niektóre z ulepszeń dodanych w tym najnowszym ogniwie obejmują zwiększenie ilości pochłanianego światła bez odpowiedniej utraty napięcia. Wprowadzono kilka innych technicznych poprawek, aby zminimalizować ograniczenia.
Jest to najwyższa wydajność przy 1 słońcu ze wszystkichpanel słonecznyogniwo w historii, chociaż widzieliśmy wyższą wydajność dzięki bardziej intensywnemu promieniowaniu słonecznemu. Chociaż przejście technologii z laboratorium do rzeczywistego produktu zajmie trochę czasu, potencjalne ulepszenia są ekscytujące.
Ogniwa odnotowały również imponującą wydajność kosmiczną 34,2 procent, co powinny osiągnąć, gdy są używane na orbicie. Ich waga i odporność na cząstki wysokoenergetyczne sprawiają, że szczególnie nadają się do tego zadania.
„Ponieważ są to najbardziej wydajne 1-słoneczne ogniwa słoneczne w momencie pisania tego tekstu, ogniwa te wyznaczają również nowy standard osiągalnej wydajności wszystkich technologii fotowoltaicznych” – napisali naukowcy w opublikowanym artykule.
Czas postu: 24 maja-2022
