Tiedemiehet jatkavat työntämistäaurinkopaneelitolla tehokkaampia, ja kerrottavana on uusi ennätys: Uusi aurinkokenno saavuttaa 39,5 prosentin hyötysuhteen normaaleissa 1-auringon maailmanlaajuisissa valaistusolosuhteissa.
1-auringon merkki on vain standardisoitu tapa mitata kiinteä määrä auringonvaloa, nyt lähes 40 % säteilystä voidaan muuntaa sähköksi.Tällaisten laitteiden edellinen ennätysaurinkopaneelimateriaalin hyötysuhde oli 39,2 %.
Ympärillä on enemmän aurinkokennojen tyyppejä kuin uskotkaan. Tässä käytetyt tyypit ovat kolmiliitos III-V tandem-aurinkokennoja, joita käytetään yleisesti satelliiteissa ja avaruusaluksissa, vaikka niillä on myös suuri potentiaali kiinteällä alustalla.
"Uudet kennot ovat tehokkaampia ja yksinkertaisempia suunnitella, ja niistä voi olla hyötyä useissa uusissa sovelluksissa, kuten erittäin rajoitetuissa sovelluksissa tai vähäpäästöisissä avaruussovelluksissa", sanoi fyysikko Myles Steiner National Renewable Energy Laboratorysta..”NREL) Coloradossa.
Aurinkokennojen tehokkuuden kannalta yhtälön "kolmoisliitos"-osa on tärkeä. Jokainen solmu on keskittynyt tiettyyn auringon spektrialueen osaan, mikä tarkoittaa, että vähemmän valoa menetetään ja jää käyttämättä.
Tehokkuutta parannetaan entisestään käyttämällä ns. "kvanttikaivo" -tekniikkaa. Niiden taustalla oleva fysiikka on melko monimutkaista, mutta yleinen ajatus on, että materiaalit on valittu huolellisesti ja optimoitu ja mahdollisimman ohuita. Tämä vaikuttaa kaistaväliin, pienin energiamäärä, joka tarvitaan elektronien virittämiseen ja virran sallimiseen.
Tässä tapauksessa nämä kolme liitoskohtaa koostuvat gallium-indiumfosfidista (GaInP), galliumarsenidista (GaAs), jolla on ylimääräinen kvanttikuivon tehokkuus, ja galliumindiumarsenidista (GaInAs).
”Avaintekijä on, että vaikka GaAs on erinomainen materiaali ja sitä käytetään yleisesti III-V-moniliitoskennoissa, sillä ei ole tarkkaa bandgap-väliä kolmiliitoskennoille, mikä tarkoittaa valovirtaa kolmen kennon välillä. Tasapaino ei ole optimaalinen, ”, NREL-fyysikko Ryan France sanoi.
"Tässä olemme modifioineet kaistaväliä käyttämällä kvanttikuivoja, säilyttäen samalla erinomaisen materiaalin laadun, mikä mahdollistaa tämän laitteen ja mahdollisesti myös muut sovellukset."
Jotkut tähän viimeisimpään kennoon lisätyt parannukset sisältävät absorboituneen valon määrän lisäämisen ilman vastaavaa jännitehäviötä. Useita muita teknisiä parannuksia on tehty rajoitusten minimoimiseksi.
Tämä on korkein yhden auringon tehokkuus kaikistaaurinkopaneelisolun ennätys, vaikka olemme nähneet suuremman tehokkuuden voimakkaamman auringonsäteilyn ansiosta. Vaikka tekniikan siirtyminen laboratoriosta varsinaiseen tuotteeseen vie aikaa, mahdolliset parannukset ovat jännittäviä.
Kennot kirjasivat myös vaikuttavan 34,2 prosentin avaruustehokkuuden, mikä niiden pitäisi saavuttaa kiertoradalla käytettäessä. Niiden paino ja kestävyys suurienergisiä hiukkasia vastaan tekevät niistä erityisen sopivia tähän tehtävään.
"Koska nämä ovat kirjoittamishetkellä tehokkaimpia 1-aurinkokennoja, ne asettivat myös uuden standardin kaikkien aurinkosähköteknologioiden saavutettavissa olevalle tehokkuudelle", tutkijat kirjoittivat julkaistussa artikkelissaan.
Postitusaika: 24.5.2022
