Учените подобриха рекорда за слънчева клетка с най-висока ефективност
Екип от изследователи в Националната лаборатория за възобновяема енергия на Министерството на енергетиката на САЩ създаде слънчева клетка с рекордна ефективност от 39,5%. Това счупи световния рекорд на постигнатите до тук резултати. Данните са най-високата отчетена ефективност за всеки тип клетка, измервана някога в реални условия.
Осветление и други условия
Рекордът е постигнат при условия на осветление, еквивалентни на това на слънцето. Докато по-ранните експериментални слънчеви клетки са постигнали ефективност до 47,1%, от решаващо значение е да се подчертае, че те са го правили при изключително концентрирана светлина.
Всъщност световният рекорд за ефективност на слънчевите клетки от 47,1% беше постигнат през 2019 г. При него изследователите използваха слънчеви клетки с много връзки, разработени в Националната лаборатория за възобновяема енергия.
Други предназначения
Тестван е били потенциала на клетката за космоса, особено по отношение на захранване на комуникационни спътници. При последните, слънчевите клетки е нужно да притежават наистина висока ефективност. Във връзка с тази цел, новата клетка има 34,2% ефективност.
Новосъздадената клетка е по-ефективна и има по-опростен дизайн, който може да бъде полезен за различни приложения. Такива са тези със силно ограничени площи или космически приложения с ниска радиация.
Тайната съставка
Новата слънчева клетка е изградена върху архитектура, известна като инвертирани метаморфни мултипреходни клетки. Тя има три компонента, които генерират електрически ток в отговор на светлината.
Важно е, че всеки от тях е изграден от различен материал, като галиев индиев фосфид отгоре, галиев арсенид в центъра и галиев индиев арсенид отдолу. Тъй като тези материали са специализирани в различни дължини на светлинните вълни, това позволява на клетката да улавя повече енергия от целия светлинен спектър.
Освен това, изследователите са използвали квантови кладенци в средния слой, което им позволява да постигнат новата рекордна ефективност. Чрез използването на проводящ слой между два други материала с по-широка междинна лента, учените ограничават електроните до две измерения. Това позволява на материала да улавя повече светлина.
По-изгодна цена
Средният слой на тази слънчева клетка включва до 300 квантови ямки. Това значително увеличава общата ефективност. Трябва обаче да се отбележи, че производството на този тип клетки е скъпо. Последното е едно от препятствията, които стоят пред индустрията за възобновяеми източници.
Преди новата клетка да стане широко разпространена, изследователите ще трябва да намалят разходите и да намерят потенциални нови приложения.
