Нові сонячні батареї з ККД майже 40%

Нова сонячна батарея, розроблена Національною лабораторією відновлюваної енергії (NREL), побила новий рекорд ефективності перетворення, наблизившись до 40% при тому ж освітленні, що й сонячне світло.

Сонячна батарея з квантовою ямою, розроблена дослідницькою групою, дала ефективність перетворення 39,5% при тих же умовах освітлення, що й сонячне світло. Для порівняння, найвища ефективність перетворення для звичайних кремнієвих сонячних батарей і нових перовскітних сонячних елементів в основному становить 25%, тоді як тандемний сонячний елемент, який поєднав переваги двох вищезгаданих матеріалів, зараз наближається до 30% ефективності.

Нова сонячна батарея має структуру IMM (інвертований метаморфічний багатоз'єднаний) із трьома контактами сонячних елементів всередині, які представляють собою фосфід індію-галію зверху, арсенід галію посередині та арсенід індій-галію знизу. Ці три матеріали спеціалізуються на вловлюванні світла різної довжини хвилі, що сприятиме виробленню додаткової енергії для сонячних елементів.

Іншим фактором, який вплинув на новий рекорд ефективності, є квантова яма в середньому шарі, яка додатково зв’язує електрони в плоскій області, розміщуючи провідний шар між двома матеріалами, які мають ширші енергетичні проміжки, що дозволяє матеріалам захоплювати більше світла. Новий сонячний елемент має понад 300 квантових ям у середньому шарі.

Дослідницька група наголосила на тому, що статистика була створена в реалістичних умовах завдяки тому, як багато чудових результатів у минулому було досягнуто в лабораторному середовищі, де висококонцентроване освітлення не завжди достовірно відображає умови за межами лабораторій.

Команда NREL також перевірила новий сонячний елемент на супутниках та інших галузях аерокосмічної галузі, а також його продуктивність у космосі, що дало чудовий ККД 34,2%. Однак висока ефективність супроводжується високою ціною, і дослідницька група прокоментувала, що ціна все ще досить значна для цього типу клітин, тому зниження вартості та розширення програм все ще є важливими для наступного кроку.