Els científics continuen pressionantpanells solarsper ser més eficients, i hi ha un nou rècord per informar: una nova cèl·lula solar aconsegueix una eficiència del 39,5 per cent en condicions d'il·luminació global estàndard d'1 sol.
La marca del sol 1 és només una forma estandarditzada de mesurar una quantitat fixa de llum solar, ara gairebé el 40% de la radiació es pot convertir en electricitat. El rècord anterior per a aquest tipus depanell solarel material tenia una eficiència del 39,2%.
Hi ha més tipus de cèl·lules solars del que podríeu pensar. El tipus que s'utilitza aquí són cèl·lules solars en tàndem de triple unió III-V, desplegades habitualment en satèl·lits i naus espacials, tot i que també tenen un gran potencial en terreny sòlid.
"Les noves cèl·lules són més eficients i més senzilles de dissenyar, i podrien ser útils per a una varietat d'aplicacions noves, com ara aplicacions molt restringides o aplicacions espacials de baixes emissions", va dir el físic Myles Steiner del National Renewable Energy Laboratory..”NREL) a Colorado.
Pel que fa a l'eficiència de les cèl·lules solars, la part de la "triple unió" de l'equació és important. Cada nus es concentra en una part específica del rang espectral solar, el que significa que es perd i no s'utilitza menys llum.
L'eficiència es millora encara més utilitzant l'anomenada tecnologia de "pou quàntic". La física que hi ha darrere és força complexa, però la idea general és que els materials es seleccionen i s'optimitzen amb cura, i el més prim possible. Això afecta la bretxa de banda, la quantitat mínima d'energia necessària per excitar els electrons i permetre que el corrent flueixi.
En aquest cas, les tres unions consisteixen en fosfur d'indi de gal·li (GaInP), arsenur de gal·li (GaAs) amb una mica d'eficiència de pou quàntic addicional i arsenur d'indi de gal·li (GaInAs).
"Un factor clau és que, tot i que GaAs és un material excel·lent i s'utilitza habitualment a les cèl·lules de multiunió III-V, no té la banda intercalada exacta per a les cèl·lules de triple unió, la qual cosa significa que el fotocorrent entre les tres cèl·lules. L'equilibri no és òptim, ", va dir el físic de NREL Ryan France.
"Aquí, hem modificat la bretxa de banda utilitzant pous quàntics, tot mantenint l'excel·lent qualitat del material, que permet aquest dispositiu i potencialment altres aplicacions".
Algunes de les millores afegides en aquesta darrera cèl·lula inclouen l'augment de la quantitat de llum absorbida sense cap pèrdua de tensió corresponent. S'han fet diversos ajustaments tècnics per minimitzar les restriccions.
Aquesta és l'eficiència més alta d'1 sol de qualsevolpanell solarcel·la registrada, tot i que hem vist majors eficiències a partir d'una radiació solar més intensa. Tot i que la tecnologia necessitarà temps per passar del laboratori al producte real, les millores potencials són emocionants.
Les cèl·lules també van registrar una impressionant eficiència espacial del 34,2 per cent, que és el que haurien d'aconseguir quan s'utilitzen en òrbita. El seu pes i resistència a les partícules d'alta energia les fan especialment adequades per a aquesta tasca.
"Com que aquestes són les cèl·lules solars d'1 sol més eficients en el moment d'escriure, aquestes cèl·lules també estableixen un nou estàndard per a l'eficiència assolible de totes les tecnologies fotovoltaiques", van escriure els investigadors en el seu article publicat.
Hora de publicació: 24-mai-2022
