Wissenschaftler haben den Rekord für die effizienteste Solarzelle gebrochen

Die Sonnenlandschaft wird beleuchtet. Er ist blind.

Ein Forscherteam des National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums hat eine Solarzelle mit einem Rekordwirkungsgrad von 39,5 Prozent unter der globalen Beleuchtung einer einzigen Sonne geschaffen und damit den Weltrekord für den Wirkungsgrad von Solarzellen gebrochen, so a Kürzlich durchgeführte Studie. Veröffentlicht im Magazin Joule.

Erstaunlicherweise hat es die höchste aufgezeichnete Effizienz aller Zelltypen, gemessen unter realen Bedingungen.

Eine Solarzelle stellt einen Rekord auf

Laut einer Pressemitteilung wurde der Rekord bei Lichtverhältnissen gehalten, die denen der Sonne entsprechen. Während frühere experimentelle Solarzellen Wirkungsgrade von bis zu 47,1 Prozent erreichten, ist es wichtig zu betonen, dass sie dies unter stark fokussiertem Licht erreichten. Tatsächlich wurde der Weltrekord für den Wirkungsgrad von Solarzellen im Jahr 2019 mit 47,1 Prozent aufgestellt, wobei Forscher konzentrierte Mehrfachsolarzellen verwendeten, die am National Renewable Energy Laboratory entwickelt wurden.

Die Solarzelle wurde auch auf ihr Potenzial im Weltraum getestet, insbesondere zur Energieversorgung von Kommunikationssatelliten, die von Solarzellen angetrieben werden und einen hohen Wirkungsgrad der Zellen erfordern. Unter diesen Bedingungen wird ein Wirkungsgrad von 34,2 Prozent beobachtet.

“Die neue Zelle ist effizienter und hat ein einfacheres Design, das für eine Vielzahl neuer Anwendungen nützlich sein kann, wie z. B. Anwendungen mit begrenztem Weltraum oder strahlungsarme Weltraumanwendungen”, sagte der leitende Forscher Miles Steiner, ein leitender Wissenschaftler am NREL’s High. – Kristalline PV-Anlage mit primärem Wirkungsgrad TechXplore Prüfbericht.

https://www.youtube.com/watch?v=xK-XOvfcAo

Geheimzutat

Die neue Solarzelle basiert auf einer Struktur, die als Multi-Junction Mutant (IMM)-Zellen bekannt ist. Die Zelle enthält drei Komponenten, die als Reaktion auf Licht einen elektrischen Strom erzeugen.

Wichtig ist, dass jede dieser Verbindungen aus einem anderen Material besteht: Gallium-Indium-Phosphid oben, Gallium-Arsenid in der Mitte und Gallium-Indium-Arsenid unten. Da diese Materialien auf unterschiedliche Lichtwellenlängen spezialisiert sind, kann die Zelle mehr Energie aus dem gesamten Lichtspektrum aufnehmen.

Auch in der Mittelschicht setzten die Forscher „Quantenbrunnen“ ein, mit denen sie den neuen Standardwirkungsgrad erreichen konnten. Als die Forscher eine leitende Schicht zwischen zwei anderen Materialien mit einer größeren Bandlücke platzierten, konnten sie Elektronen in zwei Dimensionen eingrenzen, wodurch das Material im Gegenzug mehr Licht einfangen konnte.

Die mittlere Schicht dieser Solarzelle besteht aus bis zu 300 Quantentöpfen, was den Gesamtwirkungsgrad stark erhöht, so ein Bericht von Neuer Atlas. Allerdings ist zu beachten, dass die Produktion dieses Zelltyps teuer ist, was die Erneuerbare-Energien-Branche bereits geplagt hat. Bevor die neue Zelle weit verbreitet wird, müssen die Forscher die Kosten senken und potenzielle neue Anwendungen finden.

Leave a Comment