Forskere ved National Renewable Energy Laboratory (NREL) har laget en solcelle med en effektivitet på nesten 50 %. Den seks--solcellen har nå verdensrekorden for høyeste solenergikonverteringseffektivitet på 47,1 %, som ble målt under konsentrert belysning. En variant av den samme cellen setter også effektivitetsrekorden under én-solbelysning på 39,2 %.
«Denne enheten demonstrerer virkelig det ekstraordinære potensialet til solceller med flere kryss,» sa John Geisz, en hovedforsker i High-Efficiency Crystalline Photovoltaics Group ved NREL og hovedforfatter av en ny artikkel om rekord{1}}settingscellen.
Artikkelen, «Six-junction III-V solceller med 47,1 % konverteringseffektivitet under 143 sols konsentrasjon», vises i tidsskriftet Nature Energy. Medforfatterne til Geisz- er NREL-forskerne Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song og Thomas Moriarty.
For å konstruere enheten stolte NREL-forskere på III-V-materialer -- såkalt-på grunn av deres plassering i det periodiske systemet -- som har et bredt spekter av lysabsorpsjonsegenskaper. Hvert av cellens seks knutepunkt (de fotoaktive lagene) er spesialdesignet for å fange opp lys fra en bestemt del av solspekteret. Enheten inneholder rundt 140 totalt lag av forskjellige III-V-materialer for å støtte ytelsen til disse kryssene, og er likevel tre ganger smalere enn et menneskehår. På grunn av deres svært effektive natur og kostnadene forbundet med å lage dem, brukes III-V solceller oftest til å drive satellitter, noe som premierer III-Vs enestående ytelse.
På jorden er imidlertid solcellen med seks-kryss godt-egnet for bruk i konsentratorfotovoltaikk, sa Ryan France, medforfatter og forsker i III-V Multijunction Group ved NREL.
"En måte å redusere kostnadene på er å redusere det nødvendige området," sa han, "og du kan gjøre det ved å bruke et speil for å fange lyset og fokusere lyset ned til et punkt. Da kan du slippe unna med en hundredel eller til og med en tusendel av materialet, sammenlignet med en flat-plate silisiumcelle. Du bruker mye mindre halvledermateriale ved å konsentrere lyset. En ekstra fordel er at lyset øker."
Frankrike beskrev potensialet for solcellen til å overstige 50 % effektivitet som "faktisk veldig oppnåelig", men at 100 % effektivitet ikke kan nås på grunn av de grunnleggende grensene som pålegges av termodynamikk.
Geisz sa at den viktigste forskningshindringen for å nå 50 % effektivitet for øyeblikket er å redusere de resistive barrierene inne i cellen som hindrer strømmen. I mellomtiden bemerker han at NREL også er sterkt engasjert i å redusere kostnadene for III-V-solceller, noe som muliggjør nye markeder for disse svært effektive enhetene.
Nyheter fra: Science Daily
Repost av: China Nuclear ITG Capita Management Company
Kontakt oss: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
