Vísindamenn halda áfram að þrýsta ásólarplöturtil að vera skilvirkari, og það er nýtt met að tilkynna: Ný sólarsella nær 39,5 prósenta skilvirkni við staðlaðar 1-sólar alþjóðlegar birtuskilyrði.
1-sólarmerkið er bara stöðluð leið til að mæla fast magn af sólarljósi, nú er hægt að breyta næstum 40% af geisluninni í rafmagn. Fyrra metið fyrir þessa tegund afsólarplötuefni var 39,2% nýtni.
Það eru fleiri gerðir af sólarsellum í kring en þú gætir haldið. Gerðin sem notuð er hér eru þrískipt III-V samhljóða sólarsellur, venjulega notaðar í gervihnöttum og geimförum, þó að þær hafi einnig mikla möguleika á föstu landi.
„Nýju frumurnar eru skilvirkari og einfaldari í hönnun og gætu verið gagnlegar fyrir margs konar ný forrit, svo sem mjög takmarkað notkun eða láglosunarrými,“ sagði eðlisfræðingur Myles Steiner hjá National Renewable Energy Laboratory..”NREL) í Colorado.
Hvað varðar nýtni sólarsellu er „þrefaldur mótum“ hluti jöfnunnar mikilvægur. Hver hnútur er einbeitt í ákveðnum hluta sólarrófsviðsins, sem þýðir að minna ljós tapast og ónotað.
Skilvirkni er enn aukin með því að nota svokallaða „skammtabrunn“ tækni. Eðlisfræðin á bak við þær er frekar flókin, en almenn hugmynd er sú að efnin séu vandlega valin og fínstillt og eins þunn og hægt er. Þetta hefur áhrif á bandbilið, lágmarksorka sem þarf til að örva rafeindir og leyfa straumi að flæða.
Í þessu tilviki samanstanda þessi þrjú mót af gallíum indíum fosfíði (GaInP), gallíum arseníði (GaAs) með einhverri auka skammtabrunn skilvirkni og gallíum indíum arseníði (GaInAs).
„Lykilatriði er að á meðan GaAs er frábært efni og er almennt notað í III-V multijunction frumum, þá hefur það ekki nákvæmlega bandbilið fyrir þrefalda móta frumur, sem þýðir að ljósstraumur milli frumanna þriggja. Jafnvægið er ekki ákjósanlegt, “ sagði NREL eðlisfræðingur Ryan France.
„Hér höfum við breytt bandbilinu með því að nota skammtabrunn, á sama tíma og við viðhaldum framúrskarandi efnisgæðum, sem gerir þetta tæki og hugsanlega önnur forrit kleift.
Sumar af þeim endurbótum sem bætt er við í þessari nýjustu frumu fela í sér að auka magn ljóss sem frásogast án samsvarandi spennutaps. Nokkrar aðrar tæknilegar breytingar hafa verið gerðar til að lágmarka takmarkanir.
Þetta er hæsta 1-sól skilvirkni allrasólarplötufrumur á skrá, þó að við höfum séð meiri skilvirkni frá sterkari sólargeislun. Þó að það taki tíma fyrir tæknina að flytja frá rannsóknarstofunni til raunverulegrar vöru, eru hugsanlegar umbætur spennandi.
Frumurnar náðu einnig glæsilegri 34,2 prósenta geimnýtni, sem er það sem þær ættu að ná þegar þær eru notaðar á sporbraut. Þyngd þeirra og viðnám gegn háorkuögnum gerir þær sérstaklega hentugar í þetta verkefni.
„Þar sem þetta eru skilvirkustu 1-sólar sólarsellur þegar þetta er skrifað, setja þessar frumur einnig nýjan staðal fyrir skilvirkni allrar ljósavirkjatækni,“ skrifuðu vísindamennirnir í birtri grein sinni.
Birtingartími: 24. maí 2022
