Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã chế tạo một pin mặt trời với hiệu suất gần 50%. Pin mặt trời Six-Junction hiện giữ kỷ lục thế giới về hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời cao nhất ở mức 47,1%, được đo dưới ánh sáng tập trung. Một biến thể của cùng một ô cũng thiết lập kỷ lục hiệu quả dưới ánh sáng một mặt trời ở mức 39,2%.
Các nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia (NREL) đã chế tạo pin mặt trời với hiệu suất gần 50%.
Pin mặt trời Six-Junction hiện giữ kỷ lục thế giới về hiệu suất chuyển đổi năng lượng mặt trời cao nhất ở mức 47,1%, được đo dưới ánh sáng tập trung. Một biến thể của cùng một ô cũng thiết lập kỷ lục hiệu quả dưới ánh sáng một mặt trời ở mức 39,2%.
“Thiết bị này thực sự chứng minh tiềm năng phi thường của pin mặt trời đa chức năng”, John Geisz, một nhà khoa học chính trong Nhóm quang điện tinh thể hiệu suất cao tại NREL và là tác giả chính của một bài báo mới về tế bào lập kỷ lục.
Bài báo “Pin mặt trời Six-Junction III-V với hiệu suất chuyển đổi 47,1% dưới nồng độ 143 mặt trời” đã xuất hiện trên tạp chí Nature Energy . Đồng tác giả của Geisz là các nhà khoa học NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song và Thomas Moriarty.
Để chế tạo thiết bị, các nhà nghiên cứu NREL đã dựa vào vật liệu III-V – được gọi là do vị trí của chúng trên bảng tuần hoàn – có nhiều đặc tính hấp thụ ánh sáng. Mỗi trong sáu điểm nối của tế bào (các lớp quang hóa) được thiết kế đặc biệt để thu ánh sáng từ một phần cụ thể của quang phổ mặt trời. Thiết bị chứa khoảng 140 lớp vật liệu III-V khác nhau để hỗ trợ hiệu suất của các mối nối này, và hẹp hơn ba lần so với tóc người. Do tính chất hiệu quả cao và chi phí liên quan đến việc chế tạo chúng, pin mặt trời III-V thường được sử dụng nhất để cung cấp năng lượng cho các vệ tinh, có hiệu suất vượt trội của III-V.
Tuy nhiên trên trái đất, Ryan France, đồng tác giả và nhà khoa học thuộc Nhóm đa liên kết III-V tại NREL cho biết pin mặt trời Six-Junction rất phù hợp để sử dụng trong quang điện tập trung.
“Một cách để giảm chi phí là giảm diện tích cần thiết”, ông nói, “và bạn có thể làm điều đó bằng cách sử dụng gương để thu ánh sáng và tập trung ánh sáng xuống một điểm. Sau đó, bạn có thể tránh xa hàng trăm hoặc thậm chí một phần nghìn vật liệu so với một tế bào silicon tấm phẳng. Bạn sử dụng vật liệu bán dẫn ít hơn rất nhiều bằng cách tập trung ánh sáng. Một lợi thế nữa là hiệu quả tăng lên khi bạn tập trung ánh sáng. “
Pháp mô tả tiềm năng cho pin mặt trời vượt quá hiệu suất 50% là “thực sự rất khả thi” nhưng hiệu quả 100% không thể đạt được do các giới hạn cơ bản được áp đặt bởi nhiệt động lực học.
Geisz nói rằng hiện tại trở ngại nghiên cứu chính để đạt hiệu suất 50% là giảm các rào cản điện trở bên trong tế bào cản trở dòng chảy. Trong khi đó, ông lưu ý rằng NREL cũng tham gia rất nhiều vào việc giảm chi phí pin mặt trời III-V, cho phép thị trường mới cho các thiết bị hiệu quả cao này.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi DOE / Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :