Znanstveniki v Nacionalnem laboratoriju za obnovljivo energijo (NREL) so izdelali sončno celico s skoraj 50-odstotnim izkoristkom. Še-spojna sončna celica ima zdaj svetovni rekord za najvišjo učinkovitost pretvorbe sonca pri 47,1 %, kar je bilo izmerjeno pri koncentrirani svetlobi. Različica iste celice prav tako postavlja rekord učinkovitosti pri eni-sončni osvetlitvi pri 39,2 %.
»Ta naprava resnično dokazuje izjemen potencial večspojnih sončnih celic,« je dejal John Geisz, glavni znanstvenik v skupini za visoko-učinkovito kristalno fotovoltaiko pri NREL in glavni avtor novega dokumenta o rekordni-celici.
Članek »Šest-sončnih celic III-V s 47,1-odstotno učinkovitostjo pretvorbe pri koncentraciji 143 sonc« je objavljen v reviji Nature Energy. Geiszovi soavtorji so znanstveniki NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song in Thomas Moriarty.
Pri izdelavi naprave so se raziskovalci NREL zanašali na materiale III-V --, tako-imenovane zaradi njihovega položaja v periodnem sistemu -, ki imajo širok razpon lastnosti absorpcije svetlobe. Vsak od šestih stičišč celice (fotoaktivnih plasti) je posebej zasnovan za zajemanje svetlobe iz določenega dela sončnega spektra. Naprava vsebuje okoli 140 skupnih plasti različnih materialov III-V, ki podpirajo delovanje teh stikov, in je kljub temu trikrat ožja od človeškega lasu. Zaradi njihove zelo učinkovite narave in stroškov, povezanih z njihovo izdelavo, se sončne celice III-V najpogosteje uporabljajo za napajanje satelitov, ki cenijo zmogljivost III-V brez primere.
Na Zemlji pa je sončna celica s šestimi-stiki-primerna-za uporabo v koncentratorskih fotovoltaikah, je dejal Ryan France, so-avtor in znanstvenik v III-V Multijunction Group pri NREL.
"Eden od načinov za zmanjšanje stroškov je zmanjšanje zahtevane površine," je dejal, "in to lahko storite tako, da uporabite ogledalo za zajemanje svetlobe in fokusiranje svetlobe do točke. Potem se lahko izognete s stotinko ali celo tisočinko materiala v primerjavi s ploščato-silicijevo celico. S koncentriranjem svetlobe porabite veliko manj polprevodniškega materiala. Dodatna prednost je, da se učinkovitost poveča, ko koncentrirate svetlobo."
Francija je potencial sončne celice, da preseže 50-odstotno učinkovitost, opisala kot "pravzaprav zelo dosegljivo", vendar te 100-odstotne učinkovitosti ni mogoče doseči zaradi temeljnih omejitev, ki jih določa termodinamika.
Geisz je dejal, da je trenutno glavna raziskovalna ovira pri doseganju 50-odstotne učinkovitosti zmanjšanje uporovnih ovir znotraj celice, ki ovirajo pretok toka. Medtem ugotavlja, da se NREL močno ukvarja tudi z zniževanjem stroškov sončnih celic III-V, kar omogoča nove trge za te visoko učinkovite naprave.
Novice iz: Science Daily
Ponovno objavil: China Nuclear ITG Capita Management Company
Pišite nam: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
