Навукоўцы працягваюць настойвацьсонечныя панэлікаб быць больш эфектыўнымі, і ёсць новы рэкорд: новая сонечная батарэя дасягае эфектыўнасці 39,5 працэнта пры стандартных умовах глабальнага асвятлення з 1 сонцам.
Адзнака 1 сонца - гэта проста стандартызаваны спосаб вымярэння фіксаванай колькасці сонечнага святла, цяпер амаль 40% радыяцыі можна пераўтварыць у электрычнасць. Папярэдні рэкорд для гэтага тыпуСонечная панэльматэрыял склаў ККД 39,2%.
Ёсць больш тыпаў сонечных батарэй, чым вы маглі б падумаць. Тып, які выкарыстоўваецца тут, - гэта тандэмныя сонечныя элементы III-V з патройным пераходам, якія звычайна ўсталёўваюцца на спадарожніках і касмічных караблях, хоць яны таксама маюць вялікі патэнцыял на цвёрдай зямлі.
«Новыя ячэйкі больш эфектыўныя і прасцейшыя ў распрацоўцы, і яны могуць быць карысныя для розных новых прыкладанняў, такіх як вельмі абмежаваныя праграмы або касмічныя праграмы з нізкім узроўнем выкідаў», — сказаў фізік Майлс Штайнер з Нацыянальнай лабараторыі аднаўляльнай энергіі..”NREL) у Каларада.
З пункту гледжання эфектыўнасці сонечных элементаў важная частка ўраўнення "патройнага спалучэння". Кожны вузел сканцэнтраваны ў пэўнай частцы сонечнага спектральнага дыяпазону, што азначае меншую колькасць святла, якое губляецца і не выкарыстоўваецца.
Эфектыўнасць яшчэ больш павышаецца за кошт выкарыстання так званай тэхналогіі "квантавых калодзежаў". Фізіка, якая ляжыць у іх аснове, даволі складаная, але агульная ідэя заключаецца ў тым, што матэрыялы старанна адбіраюцца, аптымізаваны і як мага больш тонкія. Гэта ўплывае на шырыню забароненай зоны, мінімальная колькасць энергіі, неабходная для ўзбуджэння электронаў і праходжання току.
У гэтым выпадку тры спалучэння складаюцца з фасфіду галію індый (GaInP), арсеніду галію (GaAs) з некаторай дадатковай эфектыўнасцю квантавай ямы і арсеніду галію індый (GaInAs).
«Асноўным фактарам з'яўляецца тое, што, хаця GaAs з'яўляецца выдатным матэрыялам і звычайна выкарыстоўваецца ў шматпераходных элементах III-V, ён не мае дакладнай шырыні забароненай зоны для элементаў з патройным пераходам, што азначае, што фотаток паміж трыма элементамі баланс не аптымальны, », - сказаў фізік NREL Раян Франс.
«Тут мы змянілі шырыню забароненай зоны, выкарыстоўваючы квантавыя ямы, захоўваючы пры гэтым выдатную якасць матэрыялу, што дазваляе выкарыстоўваць гэтую прыладу і, магчыма, іншыя прыкладання».
Некаторыя з паляпшэнняў, дададзеных у гэтую апошнюю ячэйку, ўключаюць павелічэнне колькасці паглынутага святла без адпаведнай страты напружання. Для мінімізацыі абмежаванняў было зроблена некалькі іншых тэхнічных налад.
Гэта самая высокая эфектыўнасць 1-сонца з усіхСонечная панэльячэйкі зарэгістраваны, хоць мы бачылі больш высокую эфектыўнасць ад больш інтэнсіўнага сонечнага выпраменьвання. Нягледзячы на тое, што спатрэбіцца час, каб тэхналогія перайшла ад лабараторыі да фактычнага прадукту, патэнцыйныя паляпшэнні захапляюць.
Элементы таксама зафіксавалі ўражальную касмічную эфектыўнасць у 34,2 працэнта, чаго яны павінны дасягнуць пры выкарыстанні на арбіце. Іх вага і ўстойлівасць да часціц высокай энергіі робяць іх асабліва прыдатнымі для гэтай задачы.
«Паколькі на момант напісання гэтага артыкула гэта самыя эфектыўныя сонечныя элементы з 1 сонцам, гэтыя элементы таксама ўстанавілі новы стандарт дасягальнай эфектыўнасці ўсіх фотаэлектрычных тэхналогій», — пішуць даследчыкі ў сваёй апублікаванай працы.
Час размяшчэння: 24 мая 2022 г
