Šaltinis: nrel.gov
Nacionalinės atsinaujinančios energijos laboratorijos (NREL) mokslininkai pagamino saulės elementą, kurio efektyvumas siekia beveik 50%.
Šiuo metu šešių sankryžų saulės elementas užima aukščiausią saulės energijos konversijos efektyvumą - 47,1%, matuojant koncentruotame apšvietime. Tos pačios ląstelės kitimas taip pat nustatė, kad vienos saulės apšviestumo efektyvumo rekordas yra 39,2%.
„Šis prietaisas iš tikrųjų demonstruoja nepaprastą daugiafunkcinių saulės elementų potencialą“, - sakė Johnas Geiszas, pagrindinis NREL Aukšto efektyvumo kristalinės fotoelektros grupės mokslininkas ir naujojo įrašo apie įrašų nustatymo kamerą autorius.
Straipsnis „ Šešių sankryžų III – V saulės elementai, kurių konversijos efektyvumas yra 47,1% esant 143 saulės koncentracijai “, pasirodo žurnale „Nature Energy“. „Geisz“ bendraautoriai yra NREL mokslininkai Ryanas Prancūzija, Kevinas Schulte'as, Mylesas Steineris, Andrew Normanas, Harvey Guthrey, Matthew Youngas, Tao Songas ir Thomas Moriarty.
Konstruodami prietaisą, NREL tyrėjai rėmėsi III-V medžiagomis, vadinamosiomis dėl savo padėties periodinėje lentelėje, kurios pasižymi plačiu šviesos sugerties savybių diapazonu. Kiekviena iš šešių ląstelių sankryžų (fotoaktyvieji sluoksniai) yra specialiai sukurta fiksuoti šviesą iš tam tikros saulės spektro dalies. Prietaisą sudaro apie 140 įvairių III-V medžiagų sluoksnių, kurie palaiko šių sankryžų veikimą, tačiau jis yra tris kartus siauresnis nei žmogaus plaukai. Dėl labai efektyvaus pobūdžio ir išlaidų, susijusių su jų gamyba, III-V saulės elementai dažniausiai naudojami palydovams maitinti, o tai suteikia neprilygstamą III-V savybę.
Tačiau žemėje šešių jungčių saulės elementas yra gerai tinkamas naudoti fotoelektros koncentratoriuose, sakė Ryanas Pranciškus, NREL III-V daugiafunkcijų grupės bendraautorius ir mokslininkas.
„Vienas iš būdų sumažinti sąnaudas yra sumažinti reikiamą plotą, - sakė jis, - ir tai galite padaryti pasinaudodami veidrodžiu, kad užfiksuotumėte šviesą ir nukreiptumėte šviesą į tašką. Tada galite atsikratyti šimtosios ar net tūkstantosios dalies medžiagos, palyginti su plokščio silicio elementu. Koncentruodami šviesą sunaudojate daug mažiau puslaidininkinių medžiagų. Papildomas pranašumas yra tai, kad efektyvumas didėja, kai koncentruojate šviesą. “
Prancūzija apibūdino saulės elementų galimybę viršyti 50% efektyvumą kaip „iš tikrųjų labai pasiekiamą“, tačiau 100% efektyvumo negalima pasiekti dėl pagrindinių termodinamikos nustatytų ribų.
Geiszas teigė, kad šiuo metu pagrindinė mokslinių tyrimų kliūtis padidinti 50% efektyvumą yra sumažinti varžines kliūtis ląstelės viduje, trukdančias srovės tekėjimui. Tuo tarpu jis pažymi, kad NREL taip pat labai stengiasi sumažinti III-V saulės elementų sąnaudas, sudarydamas sąlygas naujoms šių labai efektyvių prietaisų rinkoms. Tyrimus finansavo JAV energetikos departamento saulės energijos technologijų biuras .
NREL yra pagrindinė JAV energetikos departamento nacionalinė atsinaujinančiosios energijos ir efektyvaus energijos vartojimo tyrimų ir plėtros laboratorija. NREL energetikos departamentui valdo „Alliance for Sustainable Energy, LLC“.
