Квантова соларна клетка доближи 40% ефективност

Слънчевата клетка с "квантови кладенци" има да извърви дълъг път, преди да бъде комерсиализирана. Фото: NREL

Изследователи от Националната лаборатория за възобновяема енергия в САЩ (NREL) счупиха световния рекорд за ефективност на слънчевите клетки. Достигайки почти 40 процента, новото устройство може да се похвали с най-високата ефективност, регистрирана за слънчева клетка в реални условия.

Новата слънчева клетка на екипа има ефективност от 39,5 процента, при условия на осветление, еквивалентни на тези на Слънцето. Това е важна разлика, която трябва да се направи – други експериментални слънчеви клетки имат регистрирана ефективност до 47 процента, но при силно концентрирана светлина.

Измерването на ефективността при осветяване с „едно слънце“ дава по-добра индикация за това колко добре могат да работя соларните клетки в реалния свят.

Новата слънчева клетка надминава предишния рекорд на екипа от 39,2 процента от 2020 г. За сравнение, често използваните силициеви слънчеви клетки и по-новото поколение слънчеви клетки от перовскит достигат около 25 процента ефективност, докато тандемните слънчеви клетки, които комбинират двата материала, се приближават до 30 процента.

Слънчевата клетка на NREL е тествана за това колко добре би работила в космоса, ако се използва за захранване на спътници и други космически кораби. При тези условия устройството постигна респектираща ефективност от 34,2 процента.

Новата слънчева клетка се основава на архитектура, известна като „клетка с обърнати метаморфни многопреходи“ (IMM) и съдържа три „нива“ – компонентите, които произвеждат електрически ток в отговор на светлината. Всяко от тези връзки е направено от различен материал. В този случай това са: галиев индиев фосфид отгоре, галиев арсенид в средата и галиев индиев арсенид отдолу. Тези три материала са специализирани в улавянето на различни дължини на вълната на светлината. Това позволява на слънчевата клетка като цяло да събира повече енергия от целия светлинен спектър.

Друг детайл, който допринася за новата рекордна ефективност, е изграждането на средния слой с „квантови кладенци“. По същество, чрез вмъкване на проводящ слой между двата други материала електроните биват ограничени до две измерения, което позволява на материала да улавя повече светлина. Средният слой на слънчевата клетка съдържа до 300 квантови „ямки“, повишавайки общата ефективност до нови висоти.

Пробивът е важен за технологията на слънчевите клетки, но екипът казва, че производството на този тип клетки все още е доста скъпо. Ще е необходима допълнителна работа за намаляване на разходите за производството им в мащаб.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*