เมื่อเร็วๆ นี้ National Renewable Energy Laboratory (NREL) ในสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในโลก โดยมีประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุด 47.1% แม้ว่าสถิติด้านประสิทธิภาพเหล่านี้จะถูกทำลายบ่อยครั้ง แต่เซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพการแปลง 47.1% ในปัจจุบันสามารถเรียกได้ว่าเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในโลก ผลการวิจัยล่าสุดเผยแพร่ใน Nature Energy เมื่อวันที่ 13 เมษายน

เซลล์แสงอาทิตย์ยังคงก้าวหน้าในเส้นทางสู่การปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลง และการผสมผสานวัสดุที่ถูกต้องสามารถเพิ่มความสามารถของเซลล์แสงอาทิตย์ในการแปลงแสงแดดเป็นไฟฟ้า John Geisz หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของทีมเซลล์แสงอาทิตย์คริสตัลประสิทธิภาพสูงของ NREL กล่าวว่า "อุปกรณ์ใหม่นี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันยิ่งใหญ่ของเซลล์แสงอาทิตย์แบบหลายทางแยก"

เซลล์แสงอาทิตย์แบบหลายทางแยกเป็นเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพสูงประเภทหนึ่ง เซลล์แต่ละเซลล์มีฟิล์มบางหลายชั้นที่สร้างขึ้นโดย epitaxy ของลำแสงโมเลกุลหรือการสะสมไอเคมีของโลหะอินทรีย์ และเซมิคอนดักเตอร์ที่แตกต่างกันเหล่านี้ซึ่งมีช่องว่างแถบลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกันสามารถดูดซับพลังงานจากความถี่เฉพาะของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสเปกตรัม

จนถึงขณะนี้ การวิจัยได้พิสูจน์แล้วว่าซิลิคอนเป็นมาตรฐานทองคำสำหรับประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ และประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์แบบแยกทางเดียวที่ใช้ซิลิคอนเพียงอย่างเดียวในปัจจุบันมีประสิทธิภาพสูงสุดที่ 33% ข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพที่ 33% สามารถแก้ไขได้โดยการเปลี่ยนวัสดุ เพิ่มจุดโนด และการนำชุดเทคโนโลยีทางวิศวกรรมมาใช้ระหว่างโหนดทั้งสอง ตัวอย่างเช่น ประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์แสงอาทิตย์แบบสามทางบางเซลล์อาจเกิน 45% ภายใต้ความเข้มข้นของแสงแดด

เซลล์แสงอาทิตย์ที่พัฒนาขึ้นใหม่โดย NREL เป็นโครงสร้าง 6 ข้อต่อประเภท III-V โดยที่ "III-V" หมายถึงตำแหน่งขององค์ประกอบการดูดกลืนแสงบนตารางธาตุ และวัสดุ III-V มีการดูดกลืนแสงที่หลากหลาย ลักษณะเฉพาะ. จุดเชื่อมต่อทั้งหกจุดในเซลล์ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะ และประกอบด้วยชั้นโฟโตแอกทีฟหกประเภทที่แตกต่างกันซึ่งสามารถจับแสงจากส่วนเฉพาะของสเปกตรัมแสงอาทิตย์

ด้วยวิศวกรรมและนาโนเทคโนโลยีที่ทันสมัย ​​อุปกรณ์นี้ประกอบด้วยชั้นวัสดุ III-V ที่แตกต่างกันประมาณ 140 ชั้นเพื่อรองรับประสิทธิภาพของจุดเชื่อมต่อเหล่านี้ แต่ความกว้างของมันนั้นกว้างเพียงหนึ่งในสามของเส้นผมมนุษย์เท่านั้น

ในการสำรวจประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์แบบหกทางแยกประเภท III-V นี้ นักวิทยาศาสตร์ของ NERL ได้ทดสอบเซลล์แสงอาทิตย์โดยใช้แสงเข้มข้น ซึ่งมากกว่าความเข้มของแสงแดดตามธรรมชาติถึง 143 เท่า ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าเซลล์แสงอาทิตย์ใหม่ของพวกเขามีประสิทธิภาพการแปลงที่ทำลายสถิติถึง 47.1% ภายใต้แสงเข้มข้น

แม้ว่าการทดสอบจะดำเนินการภายใต้แสงเข้มข้น ซึ่งสอดคล้องกับประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าที่อาจทำได้จริงในการใช้งานจริง ทีมงานกล่าวว่าอุปกรณ์ที่มุ่งเน้นแสงแดดไปยังเซลล์สามารถสร้างขึ้นได้โดยใช้แผ่นสะท้อนแสง ทีมงานยังได้ทดสอบเซลล์ชนิดใหม่นี้ด้วยการเปิดรับแสงแดดตามปกติ และประสิทธิภาพการแปลงของเซลล์ยังคงสูงถึง 39.2% แม้ว่าประสิทธิภาพการแปลง 39.2% อาจดูไม่โดดเด่น แต่ก็ยังสร้างสถิติโลกใหม่สำหรับประสิทธิภาพการแปลงภายใต้แสงแดด

เพื่อทะลุขีดจำกัดประสิทธิภาพ 50% อุปสรรคสำคัญคือการลดความต้านทานภายในที่ขัดขวางการไหลของกระแสในเซลล์แสงอาทิตย์ ตามข้อมูลของ John Geisz จาก NREL

ความสำคัญของงานวิจัยนี้คือความแตกต่างของประสิทธิภาพการแปลงในแสงแดดปกติและแสงเข้มข้นบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของวิธีการประหยัดในการปรับใช้เซลล์แสงอาทิตย์ชนิด III-V แบบหกทางแยกเหล่านี้ ด้วยการใช้กระจกที่รวมแสงไปที่เซลล์แสงอาทิตย์ใหม่ซึ่งมีต้นทุนค่อนข้างต่ำ จึงเป็นไปได้ที่จะลดต้นทุนในการใช้เทคโนโลยีนี้อย่างมาก ด้วยความเข้มข้นจะใช้สารกึ่งตัวนำน้อยลง ในขณะเดียวกัน แสงแดดที่ส่องเข้ามาโดยตรงยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของเซลล์ได้อีกด้วย

จากข้อมูลของ Ryan France ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้ร่วมพัฒนาเซลล์หลายทางแยกและนักวิทยาศาสตร์ของ NREL มีความเป็นไปได้สูงที่ศักยภาพด้านประสิทธิภาพของเซลล์แสงอาทิตย์จะเกิน 50% ในความเป็นจริง การบรรลุผลแบบเดียวกันอาจต้องใช้เพียงลำดับความสำคัญของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ดั้งเดิมหรือแม้แต่ 1/1000 เมื่อเทียบกับวัสดุที่ใช้ในการวิจัย NREL สิ่งนี้จะทำให้การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์มีราคาไม่แพงสำหรับทุกคน

นอกจากนี้ ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเซลล์แสงอาทิตย์นี้ยังส่งผลดีต่ออุตสาหกรรมอื่นๆ เช่น การบินและอวกาศ ซึ่งเซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงสามารถใช้เป็นพลังงานให้กับยานอวกาศได้

โดยรวมแล้ว การพัฒนาเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในโลกโดย NREL ถือเป็นก้าวสำคัญในอุตสาหกรรมพลังงานหมุนเวียน ด้วยศักยภาพที่เกินขีดจำกัดประสิทธิภาพ 50% อนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์จึงดูสดใสกว่าที่เคยเป็นมา

• ก่อตั้งปี
  --
• ประเภทธุรกิจ
  --
• ประเทศ / ภูมิภาค
  --
• อุตสาหกรรมหลัก
  --
• ผลิตภัณฑ์หลัก
  --
• บุคคลที่ถูกกฎหมายขององค์กร
  --
• พนักงานทั้งหมด
  --
• มูลค่าการส่งออกประจำปี
  --
• ตลาดส่งออก
  --
• ลูกค้าที่ให้ความร่วมมือ
  --