Os científicos seguen presionandopaneis solarespara ser máis eficiente, e hai un novo récord para informar: unha nova célula solar alcanza unha eficiencia do 39,5 por cento en condicións de iluminación global estándar de 1 sol.
A marca 1-sol é só unha forma estandarizada de medir unha cantidade fixa de luz solar, agora case o 40% da radiación pódese converter en electricidade. O rexistro anterior para este tipo depanel solarmaterial foi de 39,2% de eficiencia.
Hai máis tipos de células solares do que pensas. O tipo que se usa aquí son as células solares en tándem de triple unión III-V, normalmente despregadas en satélites e naves espaciais, aínda que tamén teñen un gran potencial en terreo sólido.
"As novas células son máis eficientes e máis sinxelas de deseñar, e poderían ser útiles para unha variedade de novas aplicacións, como aplicacións moi restrinxidas ou aplicacións espaciais de baixas emisións", dixo o físico Myles Steiner do National Renewable Energy Laboratory.”.NREL) en Colorado.
En termos de eficiencia da célula solar, a parte da "triple unión" da ecuación é importante. Cada nó concéntrase nunha parte específica do rango espectral solar, o que significa que se perde e non se utiliza menos luz.
A eficiencia mellórase aínda máis empregando a chamada tecnoloxía de "pozo cuántico". A física que hai detrás deles é bastante complexa, pero a idea xeral é que os materiais sexan coidadosamente seleccionados e optimizados, e o máis finos posibles. Isto afecta á brecha de banda, o cantidade mínima de enerxía necesaria para excitar os electróns e permitir o paso da corrente.
Neste caso, as tres unións consisten en fosfuro de galio-indio (GaInP), arseniuro de galio (GaAs) cunha eficiencia extra de pozo cuántico e arseniuro de galio-indio (GaInAs).
"Un factor clave é que, aínda que o GaAs é un material excelente e úsase habitualmente en células de unión múltiple III-V, non ten o intervalo de banda exacto para as células de unión triple, o que significa que a fotocorrente entre as tres células. O equilibrio non é óptimo. ", dixo o físico NREL Ryan France.
"Aquí modificamos a brecha de banda utilizando pozos cuánticos, mantendo a excelente calidade do material, que permite este dispositivo e potencialmente outras aplicacións".
Algunhas das melloras engadidas nesta última cela inclúen o aumento da cantidade de luz absorbida sen ningunha perda de tensión correspondente. Realizáronse outros axustes técnicos para minimizar as restricións.
Esta é a eficiencia 1-sol máis alta de calquerapanel solarcélula rexistrada, aínda que vimos maiores eficiencias da radiación solar máis intensa. Aínda que a tecnoloxía levará tempo para pasar do laboratorio ao produto real, as melloras potenciais son emocionantes.
As células tamén rexistraron unha impresionante eficiencia espacial do 34,2 por cento, que é o que deberían conseguir cando se usan en órbita. O seu peso e resistencia ás partículas de alta enerxía fan que sexan particularmente adecuadas para esta tarefa.
"Como estas son as células solares de 1 sol máis eficientes no momento da escritura, estas células tamén establecen un novo estándar para a eficiencia alcanzable de todas as tecnoloxías fotovoltaicas", escribiron os investigadores no seu artigo publicado.
Hora de publicación: 24-maio-2022
