Американські вчені побили новий рекорд ефективності сонячних елементів

Нещодавно дослідники з Національної лабораторії відновлюваної енергії Департаменту енергетики США (NREL) розробили сонячний елемент, який досягає рекордної ефективності в 39,5 відсотка під впливом 1 сонячної одиниці глобального освітлення, побивши світовий рекорд ефективності сонячних елементів. , результати опубліковані в журналі «Джоуль».

Згідно з прес-релізом, перетворення проводилося в умовах сонячного освітлення. Хоча попередній рекорд ефективності експериментальної сонячної батареї становив 47,1 відсотка, слід підкреслити, що цей рекорд був досягнутий при надзвичайно концентрованому світлі. Рекорд ефективності 39,5 відсотка, створений цього разу, був створений за допомогою 1 сонячного глобального освітлення.

«Нові комірки ефективніші та простіші в розробці, і їх можна використовувати в різноманітних додатках, наприклад у середовищах, де світло обмежено», – сказав головний дослідник NREL і старший науковий співробітник Майлз Штайнер.

Цей новий тип сонячних елементів побудований на архітектурі, яка називається перевернутою метаморфічною багатоперехідною (IMM) елементом. Він має три компоненти, які генерують електричний струм у відповідь на світло. Важливо, що кожне з цих з’єднань зроблено з іншого матеріалу: фосфіду галію вгорі, арсеніду галію в центрі та арсеніду галію індію внизу. Вони здатні поглинати різні довжини хвилі, тому акумулятор може захоплювати більше енергії з усього спектру.

Крім того, дослідники використовували «квантові колоди» в проміжному шарі, що дозволило їм досягти рекордної ефективності перетворення. Коли дослідники затиснули провідний шар між двома іншими матеріалами з більшою забороненою зоною, вони змогли обмежити електрони в двох вимірах, дозволяючи матеріалу захоплювати більше світла натомість.

Згідно зі звітом New Atlas, проміжний шар таких сонячних елементів містить до 300 квантових ям, що значно покращує загальну ефективність. Однак слід зазначити, що виробництво такого типу батарей все ще є дорогим, що вже досить тривалий час турбує індустрію відновлюваної енергетики. Перш ніж цей новий тип батареї набуде широкого поширення, дослідникам необхідно знизити витрати та знайти потенційні нові можливості використання.