Izvor: nrel.gov
Znanstvenici iz Nacionalne laboratorije za obnovljive izvore energije (NREL) izradili su solarnu ćeliju s učinkom od gotovo 50%.
Sunčana ćelija sa šest spajanja sada drži svjetski rekord po najvećoj efikasnosti pretvorbe sunca od 47,1%, koja je izmjerena pri koncentriranom osvjetljenju. Varijacija iste ćelije također je postavila rekord učinkovitosti pod osvjetljenjem bez sunca na 39,2%.
"Ovaj uređaj zaista pokazuje izvanredan potencijal višenamjenskih solarnih ćelija," rekao je John Geisz, glavni znanstvenik iz grupe kristalnih fotonaponskih elemenata visoke učinkovitosti u NREL-u i vodeći autor novog rada o ćeliji za postavljanje zapisa.
Papir, „ Šesterokutne III-V solarne ćelije sa 47,1% efikasnosti pretvorbe pod koncentracijom od 143 sunca “, pojavljuje se u časopisu Nature Energy. Geiszovi koautori su znanstvenici NREL-a, Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song i Thomas Moriarty.
Da bi konstruirali uređaj, istraživači NREL-a oslanjali su se na III-V materijale - takozvane zbog svog položaja na periodičnoj tablici - koji imaju širok raspon svojstava apsorpcije svjetlosti. Svako od šest spojeva ćelije (fotoaktivni slojevi) posebno je dizajnirano za hvatanje svjetlosti iz određenog dijela solarnog spektra. Uređaj sadrži oko 140 ukupnih slojeva raznih III-V materijala koji podržavaju izvedbu tih spojeva, a opet je tri puta uži od ljudske dlake. Zbog svoje vrlo učinkovite prirode i troškova povezanih s njima, III-V solarne ćelije najčešće se koriste za napajanje satelita, koji daju III-V neusporedivu učinkovitost.
Na Zemlji je, međutim, solarna ćelija sa šest spojeva dobro pogodna za upotrebu u fotonaponskim koncentratorima, rekao je Ryan France, koautor i znanstvenik iz III-V grupe multijunacija pri NREL-u.
"Jedan od načina za smanjenje troškova je smanjenje potrebnog područja", rekao je, "a to možete učiniti pomoću zrcala za hvatanje svjetla i fokusiranje svjetla prema dolje. Tada možete pobjeći sa stotkom ili čak tisućom materijala u odnosu na silikonsku ćeliju s ravnom pločom. Za koncentriranje svjetla koristite mnogo manje poluvodičkih materijala. Dodatna prednost je što se učinkovitost povećava dok koncentrirate svjetlost. "
Francuska je opisala potencijal solarne ćelije da prekorači 50% efikasnost kao "zapravo vrlo ostvarivu", ali da se 100% -tna učinkovitost ne može postići zbog temeljnih ograničenja koja nameće termodinamika.
Geisz je rekao da je trenutno glavna prepreka istraživanja za postizanje 50-postotne učinkovitosti smanjenje otpornih barijera unutar ćelije koje sprečavaju struju struje. U međuvremenu, napominje da je NREL također snažno angažiran u smanjenju troškova III-V solarnih ćelija, što omogućava nova tržišta za ove vrlo učinkovite uređaje. Istraživanje je financirao Ured američkog ministarstva za energiju za solarnu energiju .
NREL je primarna nacionalna laboratorija Ministarstva energetike SAD-a za istraživanje i razvoj obnovljivih izvora energije i energetske učinkovitosti. NREL upravlja za Odjel za energiju Savez za održivu energiju, LLC.
