A National Renewable Energy Laboratory (NREL) tudósai egy közel 50%-os hatásfokú napelemet készítettek. A hat-csomópontos napelem jelenleg a legmagasabb szoláris konverziós hatásfok világrekordja, 47,1%, amelyet koncentrált megvilágítás mellett mértek. Ugyanennek a cellának egy változata a hatékonysági rekordot is beállítja egy-napfény alatt, 39,2%-on.
"Ez az eszköz valóban bemutatja a többcsatlakozású napelemekben rejlő rendkívüli potenciált" - mondta John Geisz, az NREL High{0}}Efficiency Crystalline Photovoltaics Group vezető tudósa, és a rekord{1}}celláról szóló új tanulmány vezető szerzője.
A „Six{0}}junction III-V napelemek 47,1%-os konverziós hatékonysággal 143 napos koncentráció mellett” című tanulmány a Nature Energy folyóiratban jelenik meg. Geisz társszerzői az NREL tudósai, Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song és Thomas Moriarty.
Az eszköz megalkotásához az NREL kutatói a III-V anyagokra támaszkodtak --, amelyeket a periódusos rendszerben elfoglalt helyük miatt -neveznek, amelyek fényelnyelési tulajdonságok széles skálájával rendelkeznek. A cella hat csomópontja (a fotoaktív réteg) mindegyike kifejezetten a napspektrum egy meghatározott részéből származó fény rögzítésére szolgál. Az eszköz összesen mintegy 140 réteget tartalmaz különböző III-V anyagokból, hogy támogassa ezen csomópontok teljesítményét, és mégis háromszor keskenyebb, mint egy emberi haj. Rendkívül hatékony természetük és az előállításukkal kapcsolatos költségek miatt a III-V napelemeket leggyakrabban műholdak táplálására használják, ami a III-V páratlan teljesítményét díjazza.
A Földön azonban a hat-csomópontos napelem jól-alkalmas koncentrátoros fotovoltaikában – mondta Ryan France, a társszerző- és az NREL III-V Multijunction Groupjának tudósa.
"A költségek csökkentésének egyik módja a szükséges terület csökkentése" - mondta -, és ezt megteheti úgy, hogy tükör segítségével rögzíti a fényt, és egy pontra fókuszálja a fényt. Ekkor az anyag századrészét vagy akár ezrelékét is megúszhatja egy lapos -lemezes szilíciumcellához képest. Sokkal kevesebb félvezető anyagot használ a fény koncentrálásával. További előny, hogy a fény koncentrálódik.
Franciaország a napelem 50%-os hatásfok túllépésének lehetőségét "valójában nagyon elérhetőnek" minősítette, de a 100%-os hatásfokot a termodinamika által szabott alapvető korlátok miatt nem lehet elérni.
Geisz elmondta, hogy jelenleg az 50%-os hatékonyság meghaladásának fő kutatási akadálya az, hogy csökkentsék a cellán belüli ellenállási akadályokat, amelyek akadályozzák az áram áramlását. Eközben megjegyzi, hogy az NREL a III-V napelemek költségének csökkentésében is jelentős szerepet vállal, új piacokat teremtve ezeknek a rendkívül hatékony eszközöknek.
Hírek innen: Science Daily
Újra közzétette: China Nuclear ITG Capita Management Company
Lépjen kapcsolatba velünk: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
