Naukowcy z Krajowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) wyprodukowali ogniwo słoneczne o wydajności niemal 50%. Ogniwo słoneczne z sześcioma-złączami jest obecnie rekordem świata w zakresie najwyższej wydajności konwersji energii słonecznej wynoszącej 47,1%, zmierzonej przy skoncentrowanym oświetleniu. Odmiana tego samego ogniwa również ustanawia rekord wydajności przy oświetleniu jednym-słońcem na poziomie 39,2%.
„To urządzenie naprawdę pokazuje niezwykły potencjał wielozłączowych ogniw słonecznych” – powiedział John Geisz, główny naukowiec w grupie wysokowydajnej fotowoltaiki krystalicznej-w NREL i główny autor nowego artykułu na temat-ogniwa ustanawiającego rekord.
Artykuł zatytułowany „Ogniwa słoneczne z sześcioma-złączami III-V o wydajności konwersji 47,1% przy koncentracji 143 słońc” ukazuje się w czasopiśmie Nature Energy. Współautorami-Geisza są naukowcy z NREL: Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song i Thomas Moriarty.
Do skonstruowania urządzenia badacze z NREL wykorzystali materiały III-V --,-tak zwane-ze względu na ich położenie w układzie okresowym -- które mają szeroki zakres właściwości pochłaniania światła. Każde z sześciu połączeń ogniwa (warstw fotoaktywnych) jest specjalnie zaprojektowane do wychwytywania światła z określonej części widma słonecznego. Urządzenie zawiera łącznie około 140 warstw różnych materiałów III-V, które wspomagają działanie tych połączeń, a mimo to jest trzy razy węższe niż ludzki włos. Ze względu na ich wysoce wydajny charakter i koszty związane z ich wytwarzaniem, ogniwa słoneczne III-V są najczęściej używane do zasilania satelitów, które cenią niezrównaną wydajność III-V.
Jednak na Ziemi sześcio-złączowe ogniwo słoneczne dobrze-nadaje się do stosowania w fotowoltaice koncentracyjnej, powiedział Ryan France, współ-autor i naukowiec z III-V Multijunction Group w NREL.
„Jednym ze sposobów obniżenia kosztów jest zmniejszenie wymaganej powierzchni” – powiedział – „można tego dokonać za pomocą lustra do przechwytywania światła i skupiania światła w określonym punkcie. W ten sposób można wykorzystać jedną setną, a nawet tysięczną materiału w porównaniu z ogniwem krzemowym z płaską-płytką. Koncentrując światło, zużywa się znacznie mniej materiału półprzewodnikowego. Dodatkową zaletą jest to, że wydajność wzrasta w miarę skupiania światła”.
Francja określiła potencjał ogniwa słonecznego do przekroczenia 50% wydajności jako „właściwie bardzo osiągalny”, ale 100% sprawności nie można osiągnąć ze względu na podstawowe ograniczenia narzucone przez termodynamikę.
Geisz powiedział, że obecnie główną przeszkodą w badaniach na drodze do przekroczenia 50% wydajności jest zmniejszenie barier rezystancyjnych wewnątrz ogniwa, które utrudniają przepływ prądu. Tymczasem zauważa, że NREL jest również mocno zaangażowany w obniżanie kosztów ogniw słonecznych III-V, otwierając nowe rynki dla tych wysoce wydajnych urządzeń.
Wiadomości z: Science Daily
Przesłane przez: China Nuclear ITG Capita Management Company
Skontaktuj się z nami: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
