Знание
VR

Самая эффективная солнечная батарея из когда-либо изобретенных! Эффективность преобразования энергии превышает 47,1%

Может 10, 2023

Недавно Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) в США разработала самые эффективные в мире солнечные батареи с максимальной эффективностью преобразования энергии 47,1%. Хотя эти рекорды эффективности часто побиты, солнечный элемент с эффективностью преобразования 47,1% в настоящее время можно назвать самым эффективным солнечным элементом в мире. Последние результаты исследований были опубликованы на сайте Nature Energy 13 апреля.


Солнечные элементы продолжают продвигаться по пути повышения эффективности их преобразования, а правильное сочетание материалов может повысить способность солнечных элементов преобразовывать солнечный свет в электричество. Джон Гейс, ведущий научный сотрудник группы высокоэффективных кристаллических фотоэлектрических элементов NREL, сказал: «Это новое устройство демонстрирует огромный потенциал многопереходных солнечных элементов».


Многопереходные солнечные элементы представляют собой тип высокоэффективных солнечных элементов. Каждая ячейка имеет несколько тонких пленок, полученных с помощью молекулярно-лучевой эпитаксии или химического осаждения из паров органических металлов, и эти разные полупроводники с разными характерными ширинами запрещенной зоны могут поглощать энергию электромагнитных волн определенных частот в спектре.


На данный момент исследования доказали, что кремний является золотым стандартом эффективности солнечных элементов, а эффективность однопереходных солнечных элементов, в которых используется только кремний, в настоящее время имеет самый высокий КПД 33%. Ограничение эффективности в 33% можно преодолеть, заменив материалы, добавив больше узловых точек и внедрив ряд инженерных технологий между двумя узлами. Например, эффективность преобразования некоторых трехпереходных солнечных элементов может превышать 45% при концентрации солнечного света.


Недавно разработанный солнечный элемент NREL представляет собой структуру с шестью переходами типа III-V, где «III-V» относится к положению светопоглощающего элемента в периодической таблице, а материалы III-V имеют широкий диапазон светопоглощения. характеристики. Каждая из шести точек соединения в ячейке была специально разработана, и они состоят из шести различных типов фотоактивных слоев, которые могут улавливать свет из определенных частей солнечного спектра.

Благодаря современной инженерии и нанотехнологиям устройство содержит в общей сложности около 140 слоев различных слоев материалов III-V для поддержки производительности этих точек соединения, но его ширина составляет всего одну треть человеческого волоса.


Чтобы изучить производительность этого шестипереходного солнечного элемента типа III-V, ученые NERL протестировали его с концентрированным светом, интенсивность которого в 143 раза превышала интенсивность естественного солнечного света. Результаты испытаний показали, что их новый солнечный элемент имеет рекордную эффективность преобразования 47,1% при концентрированном свете.


Хотя тест проводился при концентрированном свете, что соответствует более низкой эффективности, чем та, которая может быть фактически достигнута при практическом использовании, команда заявила, что устройство, которое фокусирует солнечный свет на ячейке, может быть сконструировано с использованием отражателей. Команда также протестировала этот новый тип элемента при обычном воздействии солнечного света, и его эффективность преобразования по-прежнему достигла 39,2%. Хотя КПД преобразования 39,2% может показаться не выдающимся, он все же установил новый мировой рекорд эффективности преобразования при воздействии солнечного света.


По словам Джона Гейса из NREL, основным препятствием для преодоления 50-процентного предела эффективности является уменьшение внутреннего сопротивления, которое препятствует протеканию тока в солнечном элементе.


Значение этого исследования состоит в том, что разница в эффективности преобразования при обычном солнечном свете и концентрированном свете указывает на возможное существование экономичного способа развертывания этих шестипереходных солнечных элементов типа III-V. Используя зеркала, которые концентрируют свет на новых солнечных элементах, которые относительно недороги, можно значительно снизить стоимость использования этой технологии. С концентрацией будет использоваться меньше полупроводников. В то же время концентрация солнечного света также может повысить эффективность клетки.


По словам Райана Франса, одного из соавторов многопереходной ячейки и ученого из NREL, вполне возможно превысить потенциал эффективности солнечных элементов более чем на 50%. На самом деле, для достижения того же эффекта в конечном итоге может потребоваться только порядок исходных полупроводниковых материалов или даже 1/1000 по сравнению с материалами, использованными в исследовании NREL. Это сделает производство солнечной энергии более доступным для всех.


Кроме того, этот прорыв в технологии солнечных элементов может также оказать положительное влияние на другие отрасли, такие как аэрокосмическая промышленность, где высокоэффективные солнечные элементы могут использоваться для питания космических аппаратов.


В целом разработка NREL самых эффективных в мире солнечных элементов является значительным шагом вперед в отрасли возобновляемых источников энергии. С потенциалом превышения предела эффективности 50% будущее солнечной энергетики выглядит ярче, чем когда-либо прежде.


Основная информация
  • Год создания
    --
  • тип бизнеса
    --
  • Страна / регион
    --
  • Основная промышленность
    --
  • Основные продукты
    --
  • Предприятие юридическое лицо
    --
  • Общие сотрудники
    --
  • Годовое выпускное значение
    --
  • Экспортный рынок
    --
  • Сотрудничает клиентов
    --
Добавить комментарий

Если у вас есть еще вопросы, напишите нам

Просто оставьте свой адрес электронной почты или номер телефона в контактной форме, чтобы мы могли предоставить вам больше услуг!

рекомендуемые

Все они производятся в соответствии с самыми строгими международными стандартами. Наша продукция получила признание как на внутреннем, так и на внешнем рынках.
Сейчас они широко экспортируют свою продукцию в 500 стран.

Отправить запрос

Выберите другой язык
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
Kreyòl ayisyen
ภาษาไทย
Tiếng Việt
简体中文
Текущий язык:русский