Az új napelem 25 százalékos fotoelektromos átalakítási hatékonyságot ér el
Jul 01, 2022
A németországi és belgiumi kutatók együtt dolgoztak egy új tandem kalcium-titanit/réz-indium-diszelenid (CIS) napelem kifejlesztésén, amelynek fotovoltaikus konverziós hatékonysága 25 százalék, ami a valaha elért legmagasabb érték ebben az osztályban. A napelem rugalmas, könnyű és sokoldalú, ígéretes alkalmazásokhoz járművekben, hordozható eszközökben és összecsukható eszközökben. A legújabb kutatást az ACS-Energy Letters folyóiratban tették közzé, amely az American Chemical Society egyik részlege.
A kalkogenid egy új típusú anyag, különleges kristályszerkezettel. Az elmúlt évtizedben a kalcium-titanit napelemek gyorsan fejlődtek, és a régóta működő szilícium napelemekhez hasonló fotovoltaikus hatásfokot értek el.
A napelemek hatékonysága növelhető, ha két vagy több cellát használunk egy kötegben. Ha a veremben minden egyes napelem hatékonyan képes elnyelni a fényt a napspektrum különböző részeiről, akkor az eredendő veszteségek csökkenthetők, és a teljes cella fotovoltaikus hatásfoka növelhető. A kalkogenid napelemek „sokoldalúságuk” révén „vezetővé” váltak a halmozott napelemek területén. A kalkogenidet és szilíciumot használó tandem napelemek akár 29 százalékos vagy nagyobb fotovoltaikus hatásfokot értek el, ami lényegesen magasabb, mint a csak kalkogenidből (25,7 százalék) vagy szilíciumból (26,7 százalék) készült napelemek.
A legújabb tanulmányban egy nemzetközi kutatócsoport, Dr. Marko Preciado, a Karlsruhe Institute of Technology vezetésével sikeresen állított elő tandem kalcium-titanit/CIS napelemeket, amelyek fotovoltaikus konverziós hatásfoka eléri a 24,9 százalékot, ami a valaha elért legmagasabb fotovoltaikus konverziós hatékonyság. ez a fajta technológia.
A kutatók szerint a kalkogenid más anyagokkal, például réz-indium-diszeleniddel vagy réz-indium-gallium-diszeleniddel kombinálva rugalmas és könnyű tandem napelemek létrehozását rejti magában. Az ilyen cellák nemcsak épületekre, hanem járművekre és hordozható eszközökre is felszerelhetők, sőt tárolás céljából összecsukhatók vagy feltekerhetők, és szükség esetén kihúzhatók, például redőnyökre vagy napellenzőkre, hogy árnyékolják a napot, miközben áramot termelnek.
A kutatók azt mondták: "A legújabb kutatások bemutatják a kalcium-titanit/CIS tandem napelemek potenciálját, megnyitva az utat a hatékonyság 30 százalék feletti jövőbeli növekedése előtt."
