Znanstvenici nastavljaju guratisolarni panelibiti učinkovitiji, a tu je i novi rekord koji treba objaviti: nova solarna ćelija postiže učinkovitost od 39,5 posto u standardnim uvjetima globalnog osvjetljenja s 1 suncem.
Oznaka 1-sunce samo je standardizirani način mjerenja fiksne količine sunčeve svjetlosti, sada se gotovo 40% zračenja može pretvoriti u električnu energiju. Prethodni rekord za ovu vrstusolarni panelmaterijal je bio 39,2% učinkovitost.
Postoji više vrsta solarnih ćelija nego što mislite. Tip koji se ovdje koristi su trostruki spoj III-V tandem solarne ćelije, koje se obično postavljaju u satelite i svemirske letjelice, iako također imaju veliki potencijal na čvrstom tlu.
"Nove ćelije su učinkovitije i jednostavnije za dizajn, a mogle bi biti korisne za razne nove primjene, kao što su visoko ograničene aplikacije ili svemirske aplikacije s niskom emisijom", rekao je fizičar Myles Steiner iz Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju..”NREL) u Coloradu.
Što se tiče učinkovitosti solarnih ćelija, dio jednadžbe "trostrukog spoja" je važan. Svaki čvor je koncentriran u određenom dijelu solarnog spektralnog raspona, što znači da se manje svjetlosti gubi i ne koristi.
Učinkovitost je dodatno poboljšana upotrebom takozvane tehnologije "kvantne bušotine". Fizika koja stoji iza njih je prilično složena, ali opća ideja je da su materijali pažljivo odabrani i optimizirani te što je moguće tanji. To utječe na jaz pojasa, minimalna količina energije potrebna za pobuđivanje elektrona i dopuštanje struje.
U ovom slučaju, tri spojnice sastoje se od galij indij fosfida (GaInP), galij arsenida (GaAs) s dodatnom učinkovitošću kvantne jame i galij indij arsenida (GaInAs).
”Ključni čimbenik je da iako je GaAs izvrstan materijal i obično se koristi u ćelijama s više spojeva III-V, on nema točan razmak pojasa za ćelije s trostrukim spojem, što znači da fotostruja između tri ćelije Ravnoteža nije optimalna, ”, rekao je fizičar NREL-a Ryan France.
"Ovdje smo modificirali zazor pojasa upotrebom kvantnih jažica, zadržavajući izvrsnu kvalitetu materijala, što omogućuje ovaj uređaj i potencijalno druge primjene."
Neka od poboljšanja dodanih u ovu posljednju ćeliju uključuju povećanje količine apsorbirane svjetlosti bez ikakvog odgovarajućeg gubitka napona. Učinjeno je nekoliko drugih tehničkih podešavanja kako bi se ograničenja smanjila na minimum.
Ovo je najveća učinkovitost 1-sunca od svihsolarni panelstanica zabilježena, iako smo vidjeli veću učinkovitost od intenzivnijeg sunčevog zračenja. Iako će trebati vremena da se tehnologija preseli iz laboratorija u stvarni proizvod, potencijalna poboljšanja su uzbudljiva.
Ćelije su također zabilježile impresivnu svemirsku učinkovitost od 34,2 posto, što bi trebale postići kada se koriste u orbiti. Njihova težina i otpornost na čestice visoke energije čine ih posebno prikladnima za ovaj zadatak.
"Budući da su ovo najučinkovitije 1-sunčeve solarne ćelije u vrijeme pisanja, te ćelije također postavljaju novi standard za dostižnu učinkovitost svih fotonaponskih tehnologija", napisali su istraživači u svom objavljenom radu.
Vrijeme objave: 24. svibnja 2022
