Amerikkalaiset tutkijat rikkoivat uuden aurinkokennojen tehokkuuden ennätyksen

Äskettäin Yhdysvaltain energiaministeriön National Renewable Energy Laboratoryn (NREL) tutkijat ovat kehittäneet aurinkokennon, joka saavuttaa ennätyksellisen 39,5 prosentin hyötysuhteen yhden auringon globaalin valaistusyksikön alla, mikä rikkoo aurinkokennojen tehokkuuden maailmanennätyksen. , tulokset on julkaistu Joule-lehdessä.

Lehdistötiedotteen mukaan muunnos tehtiin aurinkoenergiaan verrattavissa valoolosuhteissa. Vaikka kokeellisen aurinkokennon edellinen tehoennätys oli 47,1 prosenttia, on syytä korostaa, että tämä ennätys saavutettiin erittäin tiivistetyssä valossa. Tällä kertaa luotu 39,5 prosentin hyötysuhdeennätys luotiin yhden aurinkoenergian globaalin valaistusyksikön alla.

"Uudet solut ovat tehokkaampia ja yksinkertaisempia suunnitella, ja niitä voidaan käyttää erilaisissa sovelluksissa, kuten ympäristöissä, joissa valo on erittäin rajoitettua", sanoi NREL:n päätutkija ja vanhempi tutkija Myles Steiner.

Tämä uudentyyppinen aurinkokenno on rakennettu arkkitehtuurille, jota kutsutaan käänteiseksi metamorfiseksi moniliitokseksi (IMM) -kennoksi. Siinä on kolme komponenttia, jotka tuottavat sähkövirtaa vasteena valolle. Tärkeää on, että jokainen näistä liitoskohdista on valmistettu eri materiaalista: galliumindiumfosfidista yläosassa, galliumarsenidista keskellä ja galliumindiumarsenidista alareunassa. Ne pystyvät absorboimaan erilaisia ​​aallonpituuksia, joten akku voi siepata enemmän energiaa koko spektristä.

Lisäksi tutkijat käyttivät "kvanttikaivoja" välikerroksessa, mikä antoi heille mahdollisuuden saavuttaa ennätystehokkuus. Kun tutkijat asettivat johtavan kerroksen kahden muun materiaalin väliin, joilla on leveämmät kaistavälit, he pystyivät rajoittamaan elektronit kahteen ulottuvuuteen, jolloin materiaali pystyi sieppaamaan enemmän valoa vastineeksi.

New Atlasin raportin mukaan tällaisten aurinkokennojen välikerros sisältää jopa 300 kvanttikuivaa, mikä parantaa huomattavasti kokonaistehokkuutta. On kuitenkin huomattava, että tämän tyyppisten akkujen valmistaminen on edelleen kallista, mikä on vaivannut uusiutuvan energian alaa jo pitkään. Ennen kuin tämä uudentyyppinen akku voi levitä laajalle, tutkijoiden on vähennettävä kustannuksia ja löydettävä mahdollisia uusia käyttötapoja.