Zinātnieki turpina spiestsaules paneļilai būtu efektīvāki, un ir jāziņo par jaunu rekordu: jauna saules baterija sasniedz 39,5 procentu efektivitāti standarta 1 saules globālā apgaismojuma apstākļos.
1 saules atzīme ir tikai standartizēts veids, kā izmērīt noteiktu saules gaismas daudzumu, tagad gandrīz 40% no starojuma var pārvērst elektrībā. Iepriekšējais rekords šāda veidasaules panelismateriāla efektivitāte bija 39,2%.
Apkārt ir vairāk veidu saules bateriju, nekā jūs varētu domāt. Šeit izmantotie trīssavienojuma III-V tandēma saules elementi, ko parasti izvieto satelītos un kosmosa kuģos, lai gan tiem ir arī liels potenciāls uz cietas zemes.
"Jaunās šūnas ir efektīvākas un vienkāršāk projektējamas, un tās varētu būt noderīgas dažādiem jauniem lietojumiem, piemēram, ļoti ierobežotiem lietojumiem vai zemas emisijas kosmosa lietojumiem," sacīja fiziķis Mails Steiners no Nacionālās atjaunojamās enerģijas laboratorijas.”.NREL) Kolorādo.
Saules elementu efektivitātes ziņā svarīga ir vienādojuma “trīskāršā savienojuma” daļa. Katrs mezgls ir koncentrēts noteiktā saules spektra diapazona daļā, kas nozīmē, ka tiek zaudēts un neizmantots mazāk gaismas.
Efektivitāti vēl vairāk uzlabo, izmantojot tā saukto “kvantu akas” tehnoloģiju. Fizika aiz tiem ir diezgan sarežģīta, taču vispārīgā ideja ir tāda, ka materiāli ir rūpīgi atlasīti un optimizēti, un tie ir pēc iespējas plānāki. Tas ietekmē joslas atstarpi, minimālais enerģijas daudzums, kas nepieciešams, lai ierosinātu elektronus un ļautu plūst strāvai.
Šajā gadījumā trīs krustojumi sastāv no gallija indija fosfīda (GaInP), gallija arsenīda (GaAs) ar papildu kvantu iedobes efektivitāti un gallija indija arsenīda (GaInAs).
"Galvenais faktors ir tas, ka, lai gan GaAs ir lielisks materiāls un parasti tiek izmantots III-V daudzsavienojuma šūnās, tam nav precīzas joslas spraugas trīskāršā savienojuma šūnām, kas nozīmē fotostrāvu starp trim šūnām. Līdzsvars nav optimāls, ”teica NREL fiziķis Raiens Frenss.
"Šeit mēs esam modificējuši joslas atstarpi, izmantojot kvantu akas, vienlaikus saglabājot izcilu materiāla kvalitāti, kas nodrošina šo ierīci un, iespējams, citus lietojumus."
Daži no šajā jaunākajā šūnā pievienotajiem uzlabojumiem ietver absorbētās gaismas daudzuma palielināšanu bez atbilstoša sprieguma zuduma. Lai samazinātu ierobežojumus, ir veikti vairāki citi tehniski uzlabojumi.
Šī ir augstākā 1-saules efektivitātesaules panelisšūna ir reģistrēta, lai gan mēs esam redzējuši augstāku efektivitāti no intensīvāka saules starojuma. Lai gan paies laiks, līdz tehnoloģija pāriet no laboratorijas uz faktisko produktu, iespējamie uzlabojumi ir aizraujoši.
Šūnas arī reģistrēja iespaidīgu 34,2 procentu kosmosa efektivitāti, kas ir tas, ko tām vajadzētu sasniegt, izmantojot orbītā. To svars un izturība pret lielas enerģijas daļiņām padara tās īpaši piemērotas šim uzdevumam.
"Tā kā šīs ir visefektīvākās vienas saules saules baterijas rakstīšanas laikā, šīs šūnas arī nosaka jaunu standartu visu fotoelektrisko tehnoloģiju sasniedzamajai efektivitātei," raksta pētnieki savā publicētajā rakstā.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 24. maijs
