Учените продължават да настояватслънчеви панелида бъде по-ефективен и има нов рекорд за докладване: Нова слънчева клетка постига ефективност от 39,5 процента при стандартни условия на глобално осветление с 1 слънце.
Знакът 1-слънце е просто стандартизиран начин за измерване на фиксирано количество слънчева светлина, сега почти 40% от радиацията може да се преобразува в електричество. Предишният рекорд за този типСлънчев панелматериалът беше 39,2% ефективност.
Има повече видове слънчеви клетки, отколкото може би си мислите. Типът, използван тук, са тандемни слънчеви клетки с тройно съединение III-V, които обикновено се използват в сателити и космически кораби, въпреки че имат голям потенциал и на твърда земя.
„Новите клетки са по-ефективни и по-лесни за проектиране и могат да бъдат полезни за различни нови приложения, като силно ограничени приложения или космически приложения с ниски емисии“, каза физикът Майлс Щайнер от Националната лаборатория за възобновяема енергия..”NREL) в Колорадо.
От гледна точка на ефективността на слънчевите клетки, частта от уравнението на „тройния възел“ е важна. Всеки възел е концентриран в определена част от слънчевия спектрален диапазон, което означава, че по-малко светлина се губи и не се използва.
Ефективността е допълнително подобрена чрез използване на така наречената технология „квантов кладенец“. Физиката зад тях е доста сложна, но общата идея е, че материалите са внимателно подбрани и оптимизирани и възможно най-тънки. Това се отразява на ширината на лентата, минимално количество енергия, необходимо за възбуждане на електрони и позволяване на тока да тече.
В този случай трите връзки се състоят от галиев индиев фосфид (GaInP), галиев арсенид (GaAs) с известна допълнителна ефективност на квантовата яма и галиев индиев арсенид (GaInAs).
„Ключов фактор е, че докато GaAs е отличен материал и обикновено се използва в III-V клетки с множество преходи, той няма точната ширина на лентата за клетки с тройни преходи, което означава, че фототокът между трите клетки Балансът не е оптимален, ”, каза физикът от NREL Райън Франс.
„Тук променихме ширината на лентата чрез използване на квантови кладенци, като същевременно запазихме отличното качество на материала, което позволява това устройство и потенциално други приложения.“
Някои от подобренията, добавени в тази най-нова клетка, включват увеличаване на количеството абсорбирана светлина без съответната загуба на напрежение. Направени са няколко други технически настройки, за да се сведат до минимум ограниченията.
Това е най-високата ефективност от 1 слънцеСлънчев панелклетка, въпреки че сме свидетели на по-висока ефективност от по-интензивна слънчева радиация. Въпреки че ще отнеме време, докато технологията премине от лабораторията към действителния продукт, потенциалните подобрения са вълнуващи.
Клетките също записаха впечатляващите 34,2 процента космическа ефективност, което трябва да постигнат, когато се използват в орбита. Тяхното тегло и устойчивост на високоенергийни частици ги правят особено подходящи за тази задача.
„Тъй като това са най-ефективните 1-слънчеви слънчеви клетки към момента на писане, тези клетки също така поставят нов стандарт за постижимата ефективност на всички фотоволтаични технологии“, пишат изследователите в своя публикуван документ.
Време на публикуване: 24 май 2022 г
