Naučnici nastavljaju da insistirajusolarni panelida bude efikasniji, a tu je i novi rekord za izvještavanje: nova solarna ćelija postiže efikasnost od 39,5 posto pod standardnim globalnim uvjetima osvjetljenja od 1 sunca.
Oznaka 1-sun je samo standardizirani način mjerenja fiksne količine sunčeve svjetlosti, sada se skoro 40% zračenja može pretvoriti u električnu energiju. Prethodni rekord za ovu vrstusolarni panelmaterijal je bio 39,2% efikasnosti.
Postoji više tipova solarnih ćelija nego što mislite. Tip koji se ovde koristi su tandemske solarne ćelije sa tri spoja III-V, koje se obično koriste u satelitima i svemirskim letelicama, iako takođe imaju veliki potencijal na čvrstom tlu.
„Nove ćelije su efikasnije i jednostavnije za dizajn, a mogle bi biti korisne za niz novih aplikacija, kao što su aplikacije sa visokim ograničenjima ili aplikacije u svemiru sa niskim emisijama“, rekao je fizičar Myles Steiner iz Nacionalne laboratorije za obnovljivu energiju..”NREL) u Koloradu.
U smislu efikasnosti solarnih ćelija, dio jednačine „trostrukog spoja“ je važan. Svaki čvor je koncentrisan u određenom dijelu solarnog spektralnog opsega, što znači da se manje svjetlosti gubi i ne koristi.
Efikasnost je dodatno poboljšana upotrebom takozvane tehnologije "kvantnog bunara". Fizika koja stoji iza njih je prilično složena, ali generalna ideja je da su materijali pažljivo odabrani i optimizirani, te što je moguće tanji. Ovo utiče na pojasni jaz, minimalna količina energije potrebna za pobuđivanje elektrona i omogućavanje protoka struje.
U ovom slučaju, tri spoja se sastoje od galijum indijum fosfida (GaInP), galijum arsenida (GaAs) sa dodatnom efikasnošću kvantnog bunara i galijum indijum arsenida (GaInAs).
„Ključni faktor je da iako je GaAs odličan materijal i obično se koristi u ćelijama sa više spojeva III-V, on nema tačan pojas za ćelije sa trostrukim spojem, što znači da je fotostruja između tri ćelije. Balans nije optimalan, ” rekao je fizičar NREL-a Ryan France.
„Ovdje smo modificirali pojasni razmak korištenjem kvantnih bušotina, uz zadržavanje odlične kvalitete materijala, što omogućava ovaj uređaj i potencijalno druge primjene.“
Neka od poboljšanja koja su dodata u ovoj najnovijoj ćeliji uključuju povećanje količine apsorbirane svjetlosti bez odgovarajućeg gubitka napona. Nekoliko drugih tehničkih podešavanja je napravljeno kako bi se ograničenja svela na minimum.
Ovo je najveća efikasnost 1-sunca od svihsolarni panelćelija u evidenciji, iako smo vidjeli veću efikasnost od intenzivnijeg sunčevog zračenja. Iako će biti potrebno vrijeme da tehnologija pređe iz laboratorije u stvarni proizvod, potencijalna poboljšanja su uzbudljiva.
Ćelije su također zabilježile impresivnu efikasnost prostora od 34,2 posto, što je ono što bi trebale postići kada se koriste u orbiti. Njihova težina i otpornost na čestice visoke energije čine ih posebno pogodnim za ovaj zadatak.
„Pošto su ovo najefikasnije solarne ćelije sa 1 suncem u vreme pisanja, ove ćelije takođe postavljaju novi standard za dostižnu efikasnost svih fotonaponskih tehnologija“, napisali su istraživači u svom objavljenom radu.
Vrijeme objave: 24.05.2022
