Kiến thức
thực tế ảo

Pin mặt trời hiệu quả nhất từng được phát minh! Hiệu suất chuyển đổi năng lượng vượt 47,1%

Có thể 10, 2023

Mới đây, Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) tại Hoa Kỳ đã phát triển loại pin mặt trời hiệu quả nhất thế giới, với hiệu suất chuyển đổi năng lượng tối đa là 47,1%. Mặc dù các kỷ lục về hiệu quả này thường bị phá vỡ, nhưng pin mặt trời có hiệu suất chuyển đổi 47,1% hiện có thể được gọi là pin mặt trời hiệu quả nhất trên thế giới. Kết quả nghiên cứu mới nhất được đăng trên Nature Energy vào ngày 13/4 vừa qua.


Pin mặt trời tiếp tục đạt được tiến bộ trên con đường nâng cao hiệu quả chuyển đổi của chúng và sự kết hợp đúng đắn của các vật liệu có thể nâng cao khả năng chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng của pin mặt trời. John Geisz, nhà khoa học hàng đầu của nhóm tế bào quang điện tinh thể hiệu suất cao của NREL, cho biết: "Thiết bị mới này cho thấy tiềm năng to lớn của pin mặt trời đa điểm nối."


Pin mặt trời đa lớp là một loại pin mặt trời hiệu suất cao. Mỗi tế bào có nhiều màng mỏng được tạo bởi epitaxy chùm phân tử hoặc lắng đọng hơi hóa chất kim loại hữu cơ và các chất bán dẫn khác nhau này với các khoảng trống dải đặc trưng khác nhau có thể hấp thụ năng lượng từ các tần số cụ thể của sóng điện từ trong quang phổ.


Cho đến nay, nghiên cứu đã chứng minh rằng silicon là tiêu chuẩn vàng cho hiệu quả của pin mặt trời và hiệu suất của pin mặt trời một điểm nối chỉ sử dụng silicon hiện có hiệu suất cao nhất là 33%. Giới hạn hiệu quả 33% có thể được phá vỡ bằng cách thay đổi vật liệu, thêm nhiều điểm nút hơn và triển khai một loạt công nghệ kỹ thuật giữa hai nút. Ví dụ, hiệu suất chuyển đổi của một số pin mặt trời ba điểm nối có thể vượt quá 45% dưới nồng độ ánh sáng mặt trời.


Pin mặt trời mới được phát triển bởi NREL là cấu trúc sáu điểm nối loại III-V, trong đó "III-V" chỉ vị trí của nguyên tố hấp thụ ánh sáng trên bảng tuần hoàn và vật liệu III-V có phạm vi hấp thụ ánh sáng rộng. đặc trưng. Mỗi điểm trong số sáu điểm kết nối trong tế bào đã được thiết kế đặc biệt và chúng bao gồm sáu loại lớp quang hoạt khác nhau có thể thu ánh sáng từ các phần cụ thể của quang phổ mặt trời.

Thông qua kỹ thuật hiện đại và công nghệ nano, thiết bị tổng cộng chứa khoảng 140 lớp vật liệu III-V khác nhau để hỗ trợ hiệu suất của các điểm kết nối này, nhưng chiều rộng của nó chỉ bằng 1/3 sợi tóc người.


Để khám phá hiệu suất của pin mặt trời sáu điểm nối loại III-V này, các nhà khoa học của NERL đã thử nghiệm nó với ánh sáng tập trung, lớn hơn 143 lần so với cường độ của ánh sáng mặt trời tự nhiên. Kết quả thử nghiệm cho thấy pin mặt trời mới của họ có hiệu suất chuyển đổi kỷ lục là 47,1% dưới ánh sáng tập trung.


Mặc dù thử nghiệm được tiến hành dưới ánh sáng tập trung, tương ứng với hiệu suất thấp hơn so với những gì thực sự có thể đạt được trong sử dụng thực tế, nhóm nghiên cứu cho biết có thể chế tạo một thiết bị tập trung ánh sáng mặt trời vào tế bào bằng cách sử dụng gương phản xạ. Nhóm nghiên cứu cũng đã thử nghiệm loại tế bào mới này với điều kiện tiếp xúc với ánh sáng mặt trời bình thường và hiệu suất chuyển đổi của nó vẫn đạt 39,2%. Mặc dù hiệu suất chuyển đổi 39,2% có vẻ không nổi bật, nhưng nó vẫn lập kỷ lục thế giới mới về hiệu suất chuyển đổi khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời.


Theo John Geisz của NREL, để vượt qua giới hạn hiệu suất 50%, trở ngại chính là giảm điện trở bên trong cản trở dòng điện chạy trong pin mặt trời.


Tầm quan trọng của nghiên cứu này là sự khác biệt về hiệu suất chuyển đổi trong ánh sáng mặt trời bình thường và ánh sáng tập trung cho thấy khả năng tồn tại của một cách kinh tế để triển khai các pin mặt trời loại III-V sáu điểm nối này. Bằng cách sử dụng các gương tập trung ánh sáng vào các tế bào năng lượng mặt trời mới, có chi phí tương đối thấp, có thể giảm đáng kể chi phí sử dụng công nghệ này. Với nồng độ, sẽ sử dụng ít chất bán dẫn hơn. Đồng thời, tập trung ánh sáng mặt trời cũng có thể cải thiện hiệu quả của tế bào.


Theo Ryan France, một trong những người đồng phát triển tế bào đa điểm nối và là nhà khoa học tại NREL, rất có thể vượt quá tiềm năng hiệu quả của pin mặt trời trên 50%. Trên thực tế, để đạt được hiệu ứng tương tự cuối cùng có thể chỉ cần mức độ lớn của vật liệu bán dẫn ban đầu hoặc thậm chí 1/1000 so với vật liệu được sử dụng trong nghiên cứu NREL. Điều này sẽ làm cho việc sản xuất năng lượng mặt trời trở nên hợp lý hơn cho mọi người.


Ngoài ra, bước đột phá trong công nghệ pin mặt trời này cũng có thể có tác động tích cực đến các ngành công nghiệp khác, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, nơi pin mặt trời hiệu suất cao có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ.


Nhìn chung, việc NREL phát triển các loại pin mặt trời hiệu quả nhất thế giới là một bước tiến quan trọng trong ngành năng lượng tái tạo. Với tiềm năng vượt quá giới hạn hiệu suất 50%, tương lai của năng lượng mặt trời có vẻ tươi sáng hơn bao giờ hết.


Thông tin cơ bản
  • năm thành lập
    --
  • Loại hình kinh doanh
    --
  • Quốc gia / Vùng
    --
  • Công nghiệp chính
    --
  • sản phẩm chính
    --
  • Người hợp pháp doanh nghiệp
    --
  • Tổng số nhân viên
    --
  • Giá trị đầu ra hàng năm
    --
  • Thị trường xuất khẩu
    --
  • Khách hàng hợp tác
    --
Thêm một bình luận

Nếu bạn có thêm câu hỏi, hãy viết thư cho chúng tôi

Chỉ cần để lại email hoặc số điện thoại của bạn trên mẫu liên hệ để chúng tôi có thể cung cấp cho bạn nhiều dịch vụ hơn!

Gửi yêu cầu của bạn

Chọn một ngôn ngữ khác
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
Kreyòl ayisyen
ภาษาไทย
Tiếng Việt
简体中文
Ngôn ngữ hiện tại:Tiếng Việt