Izvor: nrel.gov
Naučnici iz Nacionalne laboratorije za obnovljive izvore energije (NREL) proizveli su solarnu ćeliju sa efikasnošću od gotovo 50%.
Solarna ćelija sa šest spajanja sada drži svjetski rekord po najvećoj efikasnosti pretvorbe sunca od 47,1%, koja je izmjerena pod koncentriranom svjetlošću. Varijacija iste ćelije takođe je postavila rekord efikasnosti pri osvjetljenju od jednog sunca na 39,2%.
„Ovaj uređaj zaista pokazuje izvanredan potencijal višenamenskih solarnih ćelija“, rekao je John Geisz, glavni naučnik u grupi kristalnih fotonaponskih sistema visoke efikasnosti pri NREL-u i vodeći autor novog rada o ćeliji za postavljanje zapisa.
Rad, „ Šesterokutne III-V solarne ćelije sa 47,1% efikasnosti pretvorbe pod koncentracijom od 143 sunca “, pojavljuje se u časopisu Nature Energy. Koautori Geisza su naučnici NREL-a, Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song i Thomas Moriarty.
Da bi konstruisali uređaj, istraživači NREL-a oslanjali su se na III-V materijale - takozvane zbog svog položaja na periodičnoj tablici - koji imaju širok spektar svojstava apsorpcije svetlosti. Svako od šest spojeva ćelije (fotoaktivni slojevi) posebno je dizajnirano za snimanje svjetlosti iz određenog dijela solarnog spektra. Uređaj sadrži oko 140 ukupnih slojeva raznih III-V materijala koji podržavaju izvedbu tih spojeva, a opet je tri puta uži od ljudske dlake. Zbog svoje vrlo efikasne prirode i troškova povezanih s njima, III-V solarne ćelije najčešće se koriste za napajanje satelita, koji daju III-V neusporedivu performansu.
Na Zemlji je, međutim, solarna ćelija sa šest spojeva dobro pogodna za upotrebu u fotonaponskim koncentratorima, rekao je Ryan France, koautor i znanstvenik iz III-V grupe multijunacija pri NREL-u.
„Jedan od načina da smanjite troškove je da smanjite potrebnu površinu,“ rekao je, „a to možete učiniti pomoću ogledala za hvatanje svetlosti i fokusiranje svetla do tačke. Tada možete pobjeći sa stotinkom ili čak hiljadom materijala u odnosu na silikonsku ćeliju s ravnom pločom. Za koncentriranje svjetla koristite mnogo manje poluvodičkih materijala. Dodatna prednost je što efikasnost raste kako koncentrišete svjetlost. "
Francuska je opisala potencijal solarne ćelije da prekorači 50% efikasnost kao "zapravo vrlo ostvarivu", ali da se 100% efikasnost ne može postići zbog osnovnih ograničenja koja nameće termodinamika.
Geisz je rekao da je trenutno glavna prepreka istraživanja postizanju 50% efikasnosti u smanjenju otporničkih barijera unutar ćelije koje sprečavaju struju struje. U međuvremenu, napominje da je NREL također snažno angažiran u smanjenju troškova solarnih ćelija III-V, omogućujući nova tržišta za ove visoko efikasne uređaje. Istraživanje je finansirao Američki ured za energetiku solarne energije .
NREL je primarna nacionalna laboratorija Ministarstva energetike za istraživanje i razvoj obnovljivih izvora energije i energetske učinkovitosti. NREL upravlja za Odjeljenje za energiju od strane Saveza za održivu energiju, LLC.
