Oamenii de știință de la Laboratorul Național de Energie Regenerabilă (NREL) au fabricat o celulă solară cu o eficiență de aproape 50%. Celula solară cu șase-joncțiuni deține acum recordul mondial pentru cea mai mare eficiență de conversie solară la 47,1%, care a fost măsurată în iluminare concentrată. O variație a aceleiași celule stabilește, de asemenea, recordul de eficiență sub o-iluminare solară la 39,2%.
„Acest dispozitiv demonstrează cu adevărat potențialul extraordinar al celulelor solare cu mai multe joncțiuni”, a spus John Geisz, un om de știință principal al Grupului de fotovoltaică cristalină de înaltă-Eficiență de la NREL și autor principal al unei noi lucrări despre celula de-record.
Lucrarea, „Șase-joncțiune III-V celule solare cu o eficiență de conversie de 47,1% sub o concentrație de 143 de sori”, apare în revista Nature Energy. Co-autorii lui Geisz sunt oamenii de știință NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song și Thomas Moriarty.
Pentru a construi dispozitivul, cercetătorii NREL s-au bazat pe materialele III-V -- așa numite-din cauza poziției lor în tabelul periodic - - care au o gamă largă de proprietăți de absorbție a luminii. Fiecare dintre cele șase joncțiuni ale celulei (straturile fotoactive) este special concepută pentru a capta lumina dintr-o anumită parte a spectrului solar. Dispozitivul conține aproximativ 140 de straturi totale de diferite materiale III-V pentru a susține performanța acestor joncțiuni și, totuși, este de trei ori mai îngust decât un păr uman. Datorită naturii lor extrem de eficiente și a costurilor asociate cu realizarea lor, celulele solare III-V sunt cel mai adesea folosite pentru alimentarea sateliților, ceea ce apreciază performanța de neegalat a III-V.
Pe Pământ, totuși, celula solară cu șase-joncțiuni este bine-potrivită pentru utilizarea în concentratoare fotovoltaice, a declarat Ryan France, co-autor și om de știință în III-V Multijunction Group la NREL.
„O modalitate de a reduce costurile este reducerea suprafeței necesare”, a spus el, „și poți face asta folosind o oglindă pentru a capta lumina și a focaliza lumina până la un punct. Apoi poți scăpa cu o sutime sau chiar o miime din material, în comparație cu o celulă de silicon cu plăci plate. Folosești mult mai puțin material semiconductor concentrând lumina.
Franța a descris potențialul ca eficiența celulei solare să depășească 50% ca fiind „de fapt foarte realizabil”, dar că eficiența de 100% nu poate fi atinsă din cauza limitelor fundamentale impuse de termodinamică.
Geisz a spus că, în prezent, principalul obstacol de cercetare pentru a atinge o eficiență de 50% este reducerea barierelor rezistive din interiorul celulei care împiedică fluxul de curent. Între timp, el observă că NREL este, de asemenea, puternic implicat în reducerea costului celulelor solare III-V, permițând noi piețe pentru aceste dispozitive extrem de eficiente.
Știri de la: Science Daily
Repost de: China Nuclear ITG Capita Management Company
Contactați-ne: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
