Американские ученые установили новый рекорд эффективности солнечных батарей

Недавно исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США (NREL) разработали солнечный элемент, который достигает рекордной эффективности в 39,5% при освещении 1 солнечной единицей глобального освещения, побив мировой рекорд эффективности солнечных элементов. , результаты были опубликованы в журнале «Джоуль».

Согласно пресс-релизу, преобразование было выполнено в условиях освещения, сравнимых с солнечными. Хотя предыдущий рекорд эффективности экспериментального солнечного элемента составлял 47,1 процента, следует подчеркнуть, что этот рекорд был достигнут при чрезвычайно концентрированном свете. Рекорд эффективности 39,5%, установленный на этот раз, был установлен при использовании 1 солнечной единицы глобального освещения.

«Новые ячейки более эффективны и просты в разработке, и их можно использовать в различных приложениях, например, в средах, где свет сильно ограничен», — сказал главный исследователь NREL и старший научный сотрудник Майлс Штайнер.

Этот новый тип солнечных элементов построен на архитектуре, называемой ячейкой с перевернутым метаморфическим многопереходом (IMM). Он состоит из трех компонентов, которые генерируют электрический ток в ответ на свет. Важно отметить, что каждый из этих переходов сделан из разных материалов: фосфида галлия-индия вверху, арсенида галлия в центре и арсенида галлия-индия внизу. Они способны поглощать различные длины волн, поэтому батарея может захватывать больше энергии из всего спектра.

Кроме того, исследователи использовали «квантовые ямы» в прослойке, что позволило им добиться рекордной эффективности преобразования. Когда исследователи поместили проводящий слой между двумя другими материалами с более широкой запрещенной зоной, они смогли удерживать электроны в двух измерениях, позволяя материалу взамен захватывать больше света.

Согласно отчету New Atlas, прослойка таких солнечных элементов содержит целых 300 квантовых ям, что значительно повышает общую эффективность. Тем не менее, следует отметить, что производство этого типа батарей по-прежнему дорого, что уже довольно давно является проблемой для отрасли возобновляемых источников энергии. Прежде чем этот новый тип батареи сможет получить широкое распространение, исследователям необходимо снизить затраты и найти новые потенциальные применения.