вход в личный кабинет
меню

Солнечная батарея с самой высокой эффективностью стала реальностью

Каждый элемент настроен на улавливание и использование разных частей солнечного спектра

  • РАЗМЕР ШРИФТА
  • просмотровсегодня: 2 всего: 355
  • комментариев: 0добавить коментарий

Исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL) создали солнечный элемент с рекордной эффективностью 39,5% при глобальном освещении в 1 солнце. Это солнечный элемент с самой высокой эффективностью среди всех типов, измеренный в стандартных условиях с одним солнцем.

Данная стандартная мера равна 100 мВт/см2 излучения и относится к мощности на единицу площади, полученной от солнца в виде электромагнитного излучения, измеренной в диапазоне длин волн измерительного прибора.

По словам ученых, новая ячейка может быть полезна для приложений с очень ограниченной площадью или космических приложений с низким уровнем излучения.

В статье, опубликованной в журнале Joule , исследователи объясняют, что повышение эффективности последовало за исследованиями солнечных элементов с «квантовой ямой», в которых используется множество очень тонких слоев для изменения свойств солнечных элементов.

Галлий является ключевым

В частности, они разработали солнечный элемент с квантовой ямой с беспрецедентной производительностью и внедрили его в устройство с тремя переходами с разной шириной запрещенной зоны, где каждый переход настроен на улавливание и использование разных частей солнечного спектра. Верхний переход выполнен из фосфида галлия-индия (GaInP), средний - из арсенида галлия (GaAs) с квантовыми ямами, а нижний - из арсенида галлия-индия с несогласованной решеткой (GaInAs).

«Ключевой элемент заключается в том, что, хотя GaAs является отличным материалом и обычно используется в многопереходных элементах III-V, он не имеет достаточно правильной ширины запрещенной зоны для трехпереходного элемента, а это означает, что баланс фототоков между тремя элементами не является оптимальным. », — сказал Райан Франс, старший научный сотрудник и дизайнер клеток.

«Здесь мы изменили ширину запрещенной зоны, сохранив при этом превосходное качество материала с помощью квантовых ям, что позволяет использовать это устройство и, возможно, другие приложения».

Ученые использовали квантовые ямы в среднем слое, чтобы расширить запрещенную зону ячейки GaAs и увеличить количество света, которое ячейка может поглощать. Важно отметить, что они разработали оптически толстые устройства с квантовыми ямами без значительных потерь напряжения. Они также узнали, как отжигать верхнюю ячейку GaInP в процессе выращивания, чтобы улучшить ее характеристики и минимизировать плотность прорастающих дислокаций в GaInAs с несогласованной решеткой. В целом, эти три материала формируют новую конструкцию ячейки.

Затем новый элемент был протестирован на предмет того, насколько он будет эффективен в космических приложениях, особенно для спутников связи, которые питаются от солнечных элементов и для которых важна высокая эффективность элемента, и показал 34,2% для измерения в начале срока службы.

Существующая конструкция ячейки подходит для сред с низким уровнем излучения, а приложения с более высоким излучением могут быть обеспечены дальнейшим развитием структуры ячейки.





Комментарии
close

Добавить комментарий





максимум 1000 символов


Другие новости зеленой энергетики
больше новостей
more
сегодня на главной
реклама

Добавить сюда свой банер можно в кабинете пользователя

Биржевые цены, USD
Котировки акций энергокомпаний
Новые комментарии
Опрос

результаты опроса

Посмотреть все голосования

EnSAT в соцсетях