Επιστήμονες στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) κατασκεύασαν ένα ηλιακό στοιχείο με απόδοση σχεδόν 50%. Η ηλιακή κυψέλη έξι-διασταύρωσης κατέχει τώρα το παγκόσμιο ρεκόρ για την υψηλότερη απόδοση ηλιακής μετατροπής στο 47,1%, η οποία μετρήθηκε υπό συγκεντρωμένο φωτισμό. Μια παραλλαγή της ίδιας κυψέλης θέτει επίσης το ρεκόρ απόδοσης κάτω από έναν- ηλιακό φωτισμό στο 39,2%.
"Αυτή η συσκευή δείχνει πραγματικά τις εξαιρετικές δυνατότητες των ηλιακών κυψελών πολλαπλών συνδέσεων", δήλωσε ο John Geisz, κύριος επιστήμονας στην ομάδα High{0}}Efficiency Crystalline Photovoltaics στο NREL και επικεφαλής συγγραφέας μιας νέας εργασίας για την κυψέλη ρεκόρ-.
Η δημοσίευση, "Six-junction III-V solarcelles with 47,1% conversion efficiency under 143 suns concentration," εμφανίζεται στο περιοδικό Nature Energy. Οι συν-{5}}συγγραφείς του Geisz είναι οι επιστήμονες του NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song και Thomas Moriarty.
Για την κατασκευή της συσκευής, οι ερευνητές του NREL βασίστηκαν σε υλικά III-V -- που ονομάζονται-λόγω της θέσης τους στον περιοδικό πίνακα -- που έχουν ένα ευρύ φάσμα ιδιοτήτων απορρόφησης φωτός. Κάθε μία από τις έξι συνδέσεις του κυττάρου (τα φωτοενεργά στρώματα) είναι ειδικά σχεδιασμένη για να συλλαμβάνει το φως από ένα συγκεκριμένο μέρος του ηλιακού φάσματος. Η συσκευή περιέχει περίπου 140 συνολικά στρώματα από διάφορα υλικά III-V για να υποστηρίξει την απόδοση αυτών των συνδέσεων, και ωστόσο είναι τρεις φορές πιο στενή από μια ανθρώπινη τρίχα. Λόγω της εξαιρετικά αποδοτικής φύσης τους και του κόστους κατασκευής τους, οι ηλιακές κυψέλες III-V χρησιμοποιούνται συχνότερα για την τροφοδοσία δορυφόρων, οι οποίοι βραβεύουν την απαράμιλλη απόδοση του III-V.
Στη Γη, ωστόσο, το ηλιακό κύτταρο έξι-διασταύρωσης είναι κατάλληλο-για χρήση σε φωτοβολταϊκά συγκεντρωτών, δήλωσε ο Ryan France, συν-συγγραφέας και επιστήμονας στην ομάδα III-V Multijunction στο NREL.
"Ένας τρόπος για να μειώσετε το κόστος είναι να μειώσετε την απαιτούμενη περιοχή", είπε, "και μπορείτε να το κάνετε χρησιμοποιώντας έναν καθρέφτη για να συλλάβετε το φως και να εστιάσετε το φως σε ένα σημείο. Στη συνέχεια, μπορείτε να ξεφύγετε με το ένα εκατοστό ή ακόμα και το ένα χιλιοστό του υλικού, σε σύγκριση με μια επίπεδη-πυριτική κυψέλη. Χρησιμοποιείτε πολύ λιγότερο ημιαγωγικό υλικό συγκεντρώνοντας το φως ως επιπλέον πλεονέκτημα.
Η Γαλλία περιέγραψε τη δυνατότητα για το ηλιακό κύτταρο να ξεπεράσει την απόδοση του 50% ως "στην πραγματικότητα πολύ εφικτό", αλλά αυτή η απόδοση 100% δεν μπορεί να επιτευχθεί λόγω των θεμελιωδών ορίων που επιβάλλει η θερμοδυναμική.
Ο Geisz είπε ότι επί του παρόντος το κύριο εμπόδιο της έρευνας για να ξεπεράσει την απόδοση του 50% είναι η μείωση των φραγμών αντίστασης στο εσωτερικό της κυψέλης που εμποδίζουν τη ροή του ρεύματος. Εν τω μεταξύ, σημειώνει ότι η NREL ασχολείται επίσης ενεργά με τη μείωση του κόστους των ηλιακών κυψελών III-V, επιτρέποντας νέες αγορές για αυτές τις εξαιρετικά αποδοτικές συσκευές.
Ειδήσεις από: Science Daily
Αναδημοσίευση από: China Nuclear ITG Capita Management Company
Επικοινωνήστε μαζί μας: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
