Gli scienziati continuano a spingerepannelli solariper essere più efficienti, e c'è un nuovo record da segnalare: una nuova cella solare raggiunge un'efficienza del 39,5 percento in condizioni di illuminazione globale standard a 1 sole.
Il segno 1-sole è solo un modo standardizzato per misurare una quantità fissa di luce solare, ora quasi il 40% della radiazione può essere convertito in elettricità. Il record precedente per questo tipo dipannello solareil materiale era del 39,2% di efficienza.
Ci sono più tipi di celle solari in giro di quanto potresti pensare. Il tipo usato qui sono celle solari tandem III-V a tripla giunzione, comunemente schierate nei satelliti e nei veicoli spaziali, sebbene abbiano anche un grande potenziale su un terreno solido.
"Le nuove celle sono più efficienti e più semplici da progettare e potrebbero essere utili per una varietà di nuove applicazioni, come applicazioni altamente vincolate o applicazioni spaziali a basse emissioni", ha affermato il fisico Myles Steiner del National Renewable Energy Laboratory..”NREL) in Colorado.
In termini di efficienza delle celle solari, la parte dell'equazione "tripla giunzione" è importante. Ogni nodo è concentrato in una parte specifica dell'intervallo spettrale solare, il che significa che viene persa e inutilizzata meno luce.
L'efficienza è ulteriormente migliorata utilizzando la cosiddetta tecnologia del "pozzo quantico". La fisica alla base è piuttosto complessa, ma l'idea generale è che i materiali siano accuratamente selezionati e ottimizzati e il più sottili possibile. Ciò influisce sul gap di banda, il quantità minima di energia richiesta per eccitare gli elettroni e consentire alla corrente di fluire.
In questo caso, le tre giunzioni sono costituite da fosfuro di indio di gallio (GaInP), arseniuro di gallio (GaAs) con una certa efficienza extra del pozzo quantico e arseniuro di indio di gallio (GaInAs).
"Un fattore chiave è che mentre il GaAs è un materiale eccellente ed è comunemente usato nelle celle a multigiunzione III-V, non ha l'esatto gap di banda per le celle a tripla giunzione, il che significa che la fotocorrente tra le tre celle L'equilibrio non è ottimale, ” ha affermato il fisico NREL Ryan France.
"Qui, abbiamo modificato il gap di banda utilizzando pozzi quantici, pur mantenendo l'eccellente qualità del materiale, che consente questo dispositivo e potenzialmente altre applicazioni".
Alcuni dei miglioramenti aggiunti in quest'ultima cella includono l'aumento della quantità di luce assorbita senza alcuna corrispondente perdita di tensione. Sono state apportate numerose altre modifiche tecniche per ridurre al minimo le restrizioni.
Questa è la più alta efficienza di 1 sole di qualsiasi altrapannello solarecella su record, anche se abbiamo visto efficienze più elevate dovute alla radiazione solare più intensa. Anche se ci vorrà del tempo prima che la tecnologia passi dal laboratorio al prodotto reale, i potenziali miglioramenti sono entusiasmanti.
Le celle hanno anche registrato un'impressionante efficienza spaziale del 34,2 percento, che è ciò che dovrebbero ottenere se utilizzate in orbita. Il loro peso e la loro resistenza alle particelle ad alta energia le rendono particolarmente adatte a questo compito.
"Poiché queste sono le celle solari a 1 sole più efficienti al momento della scrittura, queste celle stabiliscono anche un nuovo standard per l'efficienza ottenibile di tutte le tecnologie fotovoltaiche", hanno scritto i ricercatori nel loro articolo pubblicato.
Tempo di pubblicazione: 24-maggio-2022
