Nowy rekord fotowoltaiczny. Udało się pobić wynik z 2020 roku

Naukowcy opracowali ogniwa fotowoltaiczne o sprawności rzędu 39,5 proc. Poprzedni rekord z 2020 r. wynosił  39,2 proc. wydajności. Na czym polega zmiana?

Nowy rekord fotowoltaiczny

Badacze z National Renewable Energy Laboratory (NREL) Departamentu Energii USA opracowali ogniwo fotowoltaiczne o wydajności 39,5 proc. – jest to rekordowy wynik, jaki udało się zarejestrować w standardowych warunkach oświetlenia. Badacze przedstawili wyniki w prestiżowym magazynie „Joule”:

–Nasze ogniwo jest wydajniejsze i ma prostszą konstrukcję, która może być przydatna w wielu nowych zastosowaniach, takich jak aplikacje o bardzo ograniczonej powierzchni lub aplikacje kosmiczne wykorzystujące niskie promieniowanie – wyjaśnił Myles Steiner z Grupy Wysokowydajnych Krystalicznych Ogniw Fotowoltaicznych (PV) NREL.

Jak to działa?

Ogniwo fotowoltaiczne stworzone przez naukowców z NREL opiera się na architekturze odwróconego metamorficznego ogniwa wielozłączowego (IMM). Naukowcy zastosowali ogniwa w urządzeniu z trzema złączami o różnych przerwach między pasmami, gdzie każde złącze jest dostrojone do przechwytywania i wykorzystywania innego wycinka widma słonecznego. Szeroki zakres energetycznych przerw pasmowych, pozwolił wykorzysta wiele różnych części widma słonecznego. Górne złącze zostało wykonane z fosforku galu i indu, środkowe z arsenku galu ze studniami kwantowymi, a dolne z arsenku galu i indu.

–Kluczowym elementem jest to, że chociaż arsenek galu jest doskonałym materiałem i jest powszechnie stosowany w ogniwach wielozadaniowych III-V, nie ma on odpowiedniej przerwy pasmowej dla ogniwa trójzadaniowego, co oznacza, że równowaga fotoprądów pomiędzy trzema ogniwami nie jest optymalna – wyjaśniał mechanizm Ryan France z NREL.

–W tym przypadku udało nam się zmodyfikować przerwę pasmową przy zachowaniu doskonałej jakości materiału dzięki zastosowaniu studni kwantowych, co umożliwia zastosowanie tego urządzenia i potencjalnie innych aplikacji – dodał France.

Trwają kolejne eksperymenty

Każdy z użytych materiałów był optymalizowany przez dziesięciolecia badań. Ogniwa, choć niesłychanie wydajne są też kosztowne. Oprócz szukania nowych możliwości ich wykorzystania, naukowcy z NREL chcą też opracować techniki, które pozwolą produkować ogniwa przy niższych kosztach.

 

Być może zainteresuję Cię też ten wpis.

 

Opracowanie: Kamila Gulbicka
Źródło: Focus.pl