Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) изготовили солнечный элемент с КПД почти 50%.
Солнечная батарея с шестью контактами теперь держит мировой рекорд высочайшей эффективности солнечной конверсии на 47,1%, измеренной при концентрированном освещении. Вариант того же прототипа солнечных панелей тогда также установил рекорд эффективности при солнечном освещении: 39,2%.
«Это устройство действительно демонстрирует исключительный потенциал многопереходных солнечных панелей».Говорит Джон ГайсУченый из NREL и главный автор новой статьи о рекордных солнечных панелях.
Была опубликована статья "Солнечные элементы III-V с шестью переходами с эффективностью преобразования 47.1% при концентрации 143 солнц". опубликовано в журнале Природа Энергетика . Соавторами Гейса являются Райан Франс, Кевин Шульте и другие ученые NREL.
Как работают рекордные солнечные батареи
При создании устройства исследователи NREL использовали материалы III-V (названные в честь их положения в периодической таблице), которые обладают широким диапазоном светопоглощающих свойств. Каждый из шести переходов панели (фотоактивные слои) специально разработан для захвата света из определенной части солнечного спектра. Устройство содержит в общей сложности примерно 140 слоев различных материалов III-V для поддержки производительности этих соединений. и все же он в три раза меньше человеческого волоса. Из-за высокоэффективного характера и затрат, связанных с их строительством, солнечные элементы III-V часто используются для питания спутников.
Та же энергия с гораздо меньшими панелями
«Один из способов сократить расходы — уменьшить необходимую площадь»Гейс сказал. Это можно сделать с помощью зеркала для захвата света и фокусировки света на точке. В этот момент вам потребуется всего одна сотая или даже одна тысячная материала по сравнению с плоской кремниевой ячейкой. Гораздо меньше полупроводникового материала используется для концентрирования света. Дополнительным преимуществом является то, что эффективность увеличивается, когда свет сконцентрирован.
Когда будет достигнута 100% эффективность?
Ответ прост, пока не доказано обратное: НИКОГДА. Существуют фундаментальные ограничения, налагаемые термодинамикой, но, безусловно, можно сделать больше, и этот рубеж уже необычен. Чтобы достичь 50% эффективности под солнечными лучами, рекордные солнечные панели должны сломать некоторые резистивные барьеры.
