Вчені з Національної лабораторії відновлюваної енергії (NREL) виготовили сонячну батарею з ефективністю майже 50%. Сонячна батарея з шість-переходами тепер тримає світовий рекорд за найвищою ефективністю перетворення сонячної енергії на рівні 47,1 %, що було виміряно при концентрованому освітленні. Варіація тієї самої камери також встановлює рекорд ефективності при одному-освітленні сонцем у 39,2%.
«Цей пристрій справді демонструє надзвичайний потенціал багатоперехідних сонячних елементів», — сказав Джон Гейз, головний науковий співробітник групи високо-ефективної кристалічної фотоелектричної енергії в NREL і провідний автор нової статті про рекордні-елементи.
Стаття «Six-junction III-Solar elements with 47,1% ефективність перетворення при концентрації 143 сонця» опублікована в журналі Nature Energy. Співавторами Geisz є вчені NREL Райан Франс, Кевін Шульте, Майлз Штайнер, Ендрю Норман, Гарві Гатрі, Метью Янг, Тао Сонг і Томас Моріарті.
Щоб побудувати пристрій, дослідники NREL покладалися на матеріали III-V --, так-названі через їх розташування в періодичній таблиці -, які мають широкий діапазон властивостей поглинання світла. Кожен із шести з’єднань клітини (фотоактивних шарів) спеціально розроблений для захоплення світла від певної частини сонячного спектру. Пристрій містить близько 140 шарів різних матеріалів III-V для підтримки ефективності цих з’єднань, але він утричі вужчий за людську волосину. Через їх високу ефективність і вартість, пов’язану з їх виготовленням, сонячні батареї III-V найчастіше використовуються для живлення супутників, які відзначають неперевершену продуктивність III-V.
Проте на Землі сонячні елементи з шість-переходами добре-підходять для використання в концентраторних фотоелектричних установках, сказав Раян Франс, співавтор-і науковець групи III-Multijunction Group в NREL.
«Один із способів зменшити вартість — зменшити необхідну площу, — сказав він, — і це можна зробити, використовуючи дзеркало для захоплення світла та його фокусування до певної точки. Тоді ви зможете обійтися сотою чи навіть тисячною частиною матеріалу порівняно з плоскою-пластинчастою кремнієвою коміркою. Концентруючи світло, ви використовуєте набагато менше напівпровідникового матеріалу. Додатковою перевагою є те, що ефективність підвищується, коли ви концентруєте світло».
Франція назвала потенційну ефективність сонячної батареї понад 50% «насправді дуже досяжною», але 100% ефективності неможливо досягти через фундаментальні обмеження, встановлені термодинамікою.
Гейз сказав, що в даний час основною дослідницькою перешкодою для досягнення 50% ефективності є зменшення резистивних бар'єрів всередині клітини, які перешкоджають потоку струму. Водночас він зазначає, що NREL також активно займається зниженням вартості сонячних елементів III-V, створюючи нові ринки для цих високоефективних пристроїв.
Новини від: Science Daily
Репост: China Nuclear ITG Capita Management Company
Зв'яжіться з нами: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
