خورشیدی NREL Six-Junction دو رکورد جهانی برای بهره وری را تعیین می کند

- Apr 14, 2020-

منبع: nrel.gov


six-junction-solar-cell-sets-two-world-records-efficiency


دانشمندان آزمایشگاه ملی انرژی تجدیدپذیر (NREL) یک سلول خورشیدی را تولید کرده اند که دارای راندمان نزدیک به 50٪ است.


این سلول خورشیدی شش اتصال اکنون رکورد جهانی بالاترین بازده تبدیل خورشیدی را با 47.1 درصد ، که در زیر نور متمرکز اندازه گیری شده است ، در اختیار دارد. تغییر در همان سلول نیز رکورد بهره وری را در زیر نور یک خورشید در 39.2٪ تنظیم کرده است.


جان گیزز ، دانشمند اصلی گروه فتوولتائیک کریستالی با راندمان بالا در NREL و نویسنده اصلی مقاله جدید در مورد سلول تنظیم کننده گفت: "این دستگاه واقعاً پتانسیل خارق العاده سلولهای خورشیدی چند منظوره را نشان می دهد."


مقاله " سلولهای خورشیدی شش اتصالی III-V با 47.1٪ راندمان تبدیل زیر 143 خورشید " ، در مجله Nature Energy به نظر می رسد. نویسندگان Geisz دانشمندان NREL رایان فرانسه ، کوین شولته ، میلز اشتاینر ، اندرو نورمن ، هاروی گاتری ، متیو یانگ ، تائو سونگ و توماس موریاری هستند.


محققان NREL برای ساخت این دستگاه به مواد III-V-که به اصطلاح به دلیل قرار گرفتن در جدول تناوبی - که به اصطلاح به دلیل قرار گرفتن در جدول تناوبی گفته می شود ، اعتماد کردند - که دارای طیف گسترده ای از خواص جذب نور هستند. هر یک از شش اتصال سلول (لایه های فوتو اکتیو) به طور خاص برای گرفتن نور از قسمت خاصی از طیف خورشیدی طراحی شده است. این دستگاه حاوی حدود 140 لایه کل مواد مختلف III-V برای پشتیبانی از عملکرد این اتصالات است و در عین حال سه برابر باریک تر از موی انسان است. سلولهای خورشیدی III-V به دلیل ماهیت بسیار کارآمد و هزینه های مربوط به ساخت آنها ، اغلب در نیروگاه های ماهواره ای مورد استفاده قرار می گیرند که عملکرد بی نظیر III-V را به خود اختصاص می دهد.


رایان فرانسه ، نویسنده و دانشمند گروه Multijunctions III-V در NREL ، گفت: با این وجود ، سلول خورشیدی شش اتصال شش منظوره برای استفاده در فتوولتائیک غلظت دهنده مناسب است.


وی گفت: "یك راه برای كاهش هزینه ، كاهش سطح مورد نیاز است." و شما می توانید با استفاده از یك آینه برای گرفتن نور و فوكوس نور را تا یك نقطه انجام دهید. سپس می توانید در مقایسه با یک سلول سیلیکونی با صفحه صاف ، یک صدم یا حتی هزارم ماده را از بین ببرید. شما با تمرکز نور از مواد نیمه هادی بسیار کمتری استفاده می کنید. یک مزیت دیگر این است که با تمرکز نور ، راندمان بالا می رود. "


فرانسه پتانسیل بالای سلول خورشیدی را برای بیش از 50٪ راندمان توصیف کرد که "در واقع بسیار قابل دستیابی" است اما با توجه به محدودیتهای اساسی تحمیل شده توسط ترمودینامیک نمی توان به 100٪ راندمان رسید.


Geisz گفت که در حال حاضر اصلیترین مانع تحقیق برای از بین بردن 50٪ راندمان کاهش موانع مقاومت در داخل سلول است که مانع جریان جریان می شود. در همین حال ، وی خاطرنشان می کند که NREL همچنین به شدت در کاهش هزینه سلول های خورشیدی III-V مشغول است و بازارهای جدیدی را برای این دستگاه های بسیار کارآمد ایجاد می کند. بودجه این تحقیق از وزارت فن آوری انرژی خورشیدی وزارت انرژی ایالات متحده است .


NREL آزمایشگاه اصلی ملی انرژی وزارت انرژی ایالات متحده برای تحقیقات و توسعه انرژی های تجدید پذیر و بهره وری انرژی است. NREL توسط اتحاد برای انرژی پایدار ، LLC برای وزارت انرژی اداره می شود.