Джерело: nrel.gov
Вчені з Національної лабораторії з відновлюваної енергії (NREL) виготовили сонячну батарею з ефективністю майже 50%.
Зараз сонячна батарея з шести перемиканням має світовий рекорд за найвищою ефективністю перетворення сонячної енергії на рівні 47,1%, яка вимірювалася при концентрованому освітленні. Варіант цієї ж комірки також встановив рекорд ефективності під освітленням одного сонця на 39,2%.
"Цей пристрій справді демонструє надзвичайний потенціал багатоядерних сонячних батарей", - сказав Джон Гейс, головний науковий співробітник групи високоефективної кристалічної фотоелектрики в NREL та головний автор нової статті про осередку встановлення записів.
У статті " Шестимісні III-V сонячні батареї з 47,1% ефективністю конверсії при концентрації 143 сонця " з'являється в журналі Nature Energy. Співавторами Гейса є вчені NREL Райан Франс, Кевін Шульте, Майлз Штайнер, Ендрю Норман, Гарві Гутрі, Меттью Янг, Дао Сонг та Томас Моріарті.
Для побудови пристрою дослідники NREL спиралися на матеріали III-V - так звані через їх положення на періодичній таблиці - які мають широкий спектр властивостей поглинання світла. Кожен із шести стиків клітини (фотоактивні шари) спеціально розроблений для захоплення світла з певної частини сонячного спектру. Пристрій містить близько 140 загальних шарів різних III-V матеріалів для підтримки працездатності цих стиків, і все-таки втричі вужчий, ніж у людського волосся. Через їх високоефективну природу та витрати, пов'язані з їх виготовленням, III-V сонячні батареї найчастіше використовуються для живлення супутників, які приносять переваги III-V безперебійної роботи.
На Землі, однак, шестипромінна сонячна батарея добре підходить для використання у фотоелектричних концентраторах, сказав Райан Франс, співавтор та науковець III-V групи багатомоторних сполук в NREL.
«Один із способів зменшити вартість - зменшити необхідну площу, - сказав він, - і ви можете це зробити, використовуючи дзеркало для захоплення світла і фокусування світла до точки. Тоді ви можете піти з сотою або навіть тисячною частиною матеріалу, порівняно з силіконовим осередком з плоскою пластиною. Ви використовуєте набагато менше напівпровідникового матеріалу, зосереджуючи світло. Додатковою перевагою є те, що ефективність збільшується, коли ви зосереджуєте світло. "
Франція описала потенціал сонячної батареї перевищити ефективність 50% як "насправді дуже досяжний", але 100% ефективності неможливо досягти через основні обмеження, накладені термодинамікою.
Гейш сказав, що в даний час основним методом дослідження до досягнення максимальної ефективності на 50% є зменшення резистивних бар'єрів всередині клітини, які перешкоджають потоку струму. Тим часом він зазначає, що NREL також сильно бере участь у зниженні вартості сонячних батарей III-V, що дозволяє створювати нові ринки збуту цих високоефективних пристроїв. Управління фінансування досліджень проводило Міністерство енергетики сонячних енергій США .
NREL - це первинна національна лабораторія Міністерства енергетики США з досліджень та розробок відновлюваної енергії та енергоефективності. NREL працює у відділі енергетики ТОВ «Альянс сталої енергії».
