Vědci z National Renewable Energy Laboratory (NREL) vyrobili solární článek s účinností téměř 50 %. Solární článek se šesti{2}}přechody nyní drží světový rekord v nejvyšší účinnosti přeměny slunce na 47,1 %, která byla naměřena při koncentrovaném osvětlení. Varianta stejného článku také stanoví rekord účinnosti při jednom-slunečním osvětlení na 39,2 %.
„Toto zařízení skutečně demonstruje mimořádný potenciál vícepřechodových solárních článků,“ řekl John Geisz, hlavní vědec ve skupině High Efficiency Crystalline Photovoltaics Group v NREL a hlavní autor nového článku o rekordním-nastavení článku.
Článek „Šest-junction III-V solárních článků s 47,1% účinností konverze při koncentraci 143 sluncí“ se objevuje v časopise Nature Energy. Geiszovými spoluautory-jsou vědci z NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song a Thomas Moriarty.
Při konstrukci zařízení se výzkumníci NREL spoléhali na materiály III-V -- tak-zvané kvůli jejich poloze v periodické tabulce -- které mají širokou škálu vlastností absorpce světla. Každý ze šesti přechodů buňky (fotoaktivních vrstev) je speciálně navržen tak, aby zachycoval světlo z určité části slunečního spektra. Zařízení obsahuje celkem asi 140 vrstev různých materiálů III-V, které podporují výkon těchto spojů, a přesto je třikrát užší než lidský vlas. Vzhledem k jejich vysoce účinné povaze a nákladům spojeným s jejich výrobou se solární články III-V nejčastěji používají k napájení satelitů, které oceňují bezkonkurenční výkon III-V.
Na Zemi je však solární článek se šesti{0}}přechody-dobře vhodný pro použití ve fotovoltaice koncentrátorů, řekl Ryan France, spolu-autor a vědec v III-V Multijunction Group v NREL.
„Jedním ze způsobů, jak snížit náklady, je zmenšit potřebnou plochu,“ řekl, „a můžete to udělat tak, že použijete zrcadlo k zachycení světla a zaostření světla do určitého bodu. Pak vám projde setina nebo dokonce tisícina materiálu ve srovnání s plochým-deskovým křemíkovým článkem. Koncentrováním světla spotřebujete mnohem méně polovodičového materiálu. Další výhodou je, že se světlo soustředí.
Francie popsala potenciál solárního článku překročit 50% účinnost jako „ve skutečnosti velmi dosažitelný“, ale že 100% účinnosti nelze dosáhnout kvůli základním limitům stanoveným termodynamikou.
Geisz řekl, že v současnosti je hlavní překážkou výzkumu k dosažení 50% účinnosti snížení odporových bariér uvnitř článku, které brání toku proudu. Mezitím poznamenává, že společnost NREL se také intenzivně zabývá snižováním nákladů na solární články III-V, což umožňuje nové trhy pro tato vysoce účinná zařízení.
Novinky z: Science Daily
Repost by: China Nuclear ITG Capita Management Company
Kontaktujte nás: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
