Forrás: nrel.gov
A Nemzeti Megújulóenergia-laboratórium (NREL) tudósai közel 50% -os hatékonyságú napelemet gyártottak.
A hat csomópontú napelem jelenleg a világrekordot képviseli a legnagyobb napenergia-átalakítási hatékonyságért (47,1%), amelyet koncentrált megvilágítás mellett mértek. Ugyanazon cellának a variációja a hatékonysági rekordot egy napsugárzás mellett is 39,2% -ra állította.
"Ez az eszköz valóban demonstrálja a többfunkciós napelemek rendkívüli potenciálját" - mondta John Geisz, az NREL nagy hatékonyságú kristályos fotoelektromos csoportjának fő tudósa, és a rekordkészítő cellán egy új cikk vezető szerzője.
A „ Hat-csomópontú III-V napelemek 47,1% -os konverziós hatékonysággal 143 napsugárzás alatt ” című cikk jelenik meg a Nature Energy folyóiratban. Geisz társszerzői: Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song és Thomas Moriarty NREL tudósok.
Az eszköz felépítéséhez az NREL kutatói a III-V anyagokra támaszkodtak - az úgynevezett periódikus táblázati helyzetük miatt -, amelyek széles fényelnyelési tulajdonságokkal rendelkeznek. A sejtek mind a hat csomópontját (a fotoaktív rétegeket) kifejezetten úgy tervezték, hogy a nap spektrumának egy bizonyos részéből fényt gyűjtsön. A készülék körülbelül 140 összes réteg különféle III-V anyagot tartalmaz ezeknek a csomópontoknak a támogatására, mégis háromszor keskenyebb, mint az emberi haj. Nagyon hatékony természetük és az előállításuk költségei miatt a III-V napelemeket leggyakrabban műholdak táplálására használják, amelyek a III-V páratlan teljesítményét nyerik.
A Földön azonban a hatszögletű napelem jól használható koncentrátor fotovoltaikus elemekben történő felhasználásra - mondta Ryan France, az NREL III-V többcsatornás csoportjának társszerzője és tudósa.
"A költségcsökkentés egyik módja a szükséges terület csökkentése" - mondta. - Ezt megteheti egy tükör segítségével, amely rögzíti a fényt, és a fényt egy pontra összpontosítja. Akkor megszabadulhat az anyag száz- vagy akár ezredszerétől, összehasonlítva egy lapos szilikoncellával. Sokkal kevesebb félvezető anyagot használ a fény koncentrálásával. További előnye, hogy a hatékonyság növekszik, amikor a fényt koncentrálja. ”
Franciaország úgy jellemezte, hogy a napelemek 50% -os hatékonyságát meghaladó tényező „valóban nagyon megvalósítható”, de a 100% -os hatékonyság nem érhető el a termodinamika által bevezetett alapvető korlátok miatt.
Geisz elmondta, hogy jelenleg az 50% -os hatékonyság megnövelésének legfontosabb akadálya a cella belsejében az áramlást akadályozó ellenállási korlátok csökkentése. Időközben megjegyzi, hogy az NREL is erőteljesen foglalkozik a III-V napelemek költségeinek csökkentésével, lehetővé téve ezeknek a rendkívül hatékony eszközöknek a piacát. A kutatást az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma, a Napenergia Technológia Iroda finanszírozta.
Az NREL az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának elsődleges nemzeti laboratóriuma a megújuló energia és az energiahatékonyság kutatására és fejlesztésére. Az NREL-t az Energiaügyi Minisztérium működteti a The Alliance for Sustainable Energy, LLC-nél.
