Mokslininkai ir toliau veržiasisaulės elementaibūti efektyvesniems, be to, reikia pranešti apie naują rekordą: naujo saulės elemento efektyvumas yra 39,5 proc., esant standartinėms 1 saulės pasaulinio apšvietimo sąlygoms.
1 saulės ženklas yra tik standartizuotas būdas išmatuoti fiksuotą saulės šviesos kiekį, dabar beveik 40% spinduliuotės gali būti paversta elektra. Ankstesnis šio tipo spindulių rekordassaulės kolektoriųmedžiagos efektyvumas buvo 39,2%.
Aplink yra daugiau saulės elementų tipų, nei manote. Čia naudojami trijų jungčių III-V tandeminiai saulės elementai, dažniausiai naudojami palydovuose ir erdvėlaiviuose, nors jie taip pat turi didelį potencialą ant kieto pagrindo.
„Nauji elementai yra efektyvesni ir paprastesni projektuojami, todėl gali būti naudingi įvairioms naujoms reikmėms, pvz., labai suvaržytoms programoms arba mažai teršiančioms erdvėms“, – sakė fizikas Mylesas Steineris iš Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos..NREL) Kolorado valstijoje.
Kalbant apie saulės elementų efektyvumą, svarbi lygties dalis „triguba jungtis“. Kiekvienas mazgas yra sutelktas tam tikroje saulės spektro diapazono dalyje, o tai reiškia, kad mažiau prarandama ir nenaudojama šviesos.
Efektyvumas dar labiau pagerinamas naudojant vadinamąją "kvantinio šulinio" technologiją. Fizika yra gana sudėtinga, tačiau bendra idėja yra ta, kad medžiagos yra kruopščiai atrinktos ir optimizuotos bei kuo plonesnės. Tai turi įtakos juostos tarpui, Mažiausias energijos kiekis, reikalingas elektronams sužadinti ir leisti srovei tekėti.
Šiuo atveju tris jungtis sudaro galio indžio fosfidas (GaInP), galio arsenidas (GaAs), turintis papildomą kvantinio šulinio efektyvumą, ir galio indžio arsenidas (GaInAs).
„Pagrindinis veiksnys yra tai, kad nors GaAs yra puiki medžiaga ir dažniausiai naudojamas III-V daugiasluoksnėse ląstelėse, jame nėra tikslios juostos tarpo triguboms jungties elementams, o tai reiškia fotosrovę tarp trijų elementų. Pusiausvyra nėra optimali, “, - sakė NREL fizikas Ryanas France.
"Čia mes pakeitėme juostos tarpą naudodami kvantinius šulinius, išlaikydami puikią medžiagų kokybę, kuri leidžia naudoti šį įrenginį ir galbūt kitas programas."
Kai kurie šio naujausio elemento patobulinimai apima sugertos šviesos kiekio padidinimą be atitinkamo įtampos praradimo. Siekiant sumažinti apribojimus, buvo atlikta keletas kitų techninių patobulinimų.
Tai didžiausias 1 saulės efektyvumassaulės kolektoriųląstelė užfiksuota, nors matėme didesnį efektyvumą dėl intensyvesnės saulės spinduliuotės. Nors prireiks laiko, kol technologija pereis iš laboratorijos į tikrąjį produktą, galimi patobulinimai yra jaudinantys.
Ląstelės taip pat užfiksavo įspūdingą 34,2 proc. kosmoso efektyvumą, kurį turėtų pasiekti naudojant orbitoje. Dėl savo svorio ir atsparumo didelės energijos dalelėms jos ypač tinka šiai užduočiai.
„Kadangi tai yra efektyviausi 1 saulės saulės elementai rašymo metu, šie elementai taip pat nustato naują visų fotovoltinių technologijų pasiekiamo efektyvumo standartą“, – rašė mokslininkai savo paskelbtame dokumente.
Paskelbimo laikas: 2022-05-24
