Os cientistas continuam a pressionarpainéis solarespara ser mais eficiente, e há um novo recorde a ser relatado: uma nova célula solar atinge uma eficiência de 39,5% sob condições padrão de iluminação global de 1 sol.
A marca de 1 sol é apenas uma forma padronizada de medir uma quantidade fixa de luz solar, agora quase 40% da radiação pode ser convertida em eletricidade.painel solarmaterial foi de 39,2% de eficiência.
Existem mais tipos de células solares ao redor do que você imagina. O tipo usado aqui são células solares tandem de junção tripla III-V, comumente implantadas em satélites e naves espaciais, embora também tenham grande potencial em terra firme.
“As novas células são mais eficientes e simples de projetar e podem ser úteis para uma variedade de novas aplicações, como aplicações altamente restritas ou aplicações espaciais de baixa emissão”, disse o físico Myles Steiner, do National Renewable Energy Laboratory..”NREL) no Colorado.
Em termos de eficiência da célula solar, a parte da “junção tripla” da equação é importante. Cada nó está concentrado em uma parte específica da faixa espectral solar, o que significa que menos luz é perdida e não utilizada.
A eficiência é melhorada ainda mais usando a chamada tecnologia “quantum well”. A física por trás deles é bastante complexa, mas a ideia geral é que os materiais sejam cuidadosamente selecionados e otimizados, e tão finos quanto possível. quantidade mínima de energia necessária para excitar os elétrons e permitir que a corrente flua.
Neste caso, as três junções consistem em fosfeto de gálio índio (GaInP), arseneto de gálio (GaAs) com alguma eficiência extra de poço quântico e arseneto de gálio índio (GaInAs).
”Um fator-chave é que, embora o GaAs seja um excelente material e seja comumente usado em células multijunção III-V, ele não possui o bandgap exato para células de junção tripla, o que significa que a fotocorrente entre as três células O equilíbrio não é ideal, ” disse o físico do NREL Ryan France.
“Aqui, modificamos o gap de banda usando poços quânticos, mantendo a excelente qualidade do material, o que permite este dispositivo e potencialmente outras aplicações.”
Algumas das melhorias adicionadas nesta última célula incluem o aumento da quantidade de luz absorvida sem qualquer perda de tensão correspondente. Vários outros ajustes técnicos foram feitos para minimizar as restrições.
Esta é a maior eficiência de 1 sol de qualquerpainel solarcélulas registradas, embora tenhamos visto eficiências mais altas de radiação solar mais intensa. Embora leve tempo para a tecnologia passar do laboratório para o produto real, as melhorias potenciais são empolgantes.
As células também registraram uma impressionante eficiência espacial de 34,2%, que é o que deveriam alcançar quando usadas em órbita. Seu peso e resistência a partículas de alta energia as tornam particularmente adequadas para essa tarefa.
“Como essas são as células solares de 1 sol mais eficientes no momento da redação, essas células também estabelecem um novo padrão para a eficiência alcançável de todas as tecnologias fotovoltaicas”, escreveram os pesquisadores em seu artigo publicado.
Horário da postagem: 24 de maio de 2022
