Группа инженеров из Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии США (NREL), Швейцарского центра электроники и микротехнологии (CSEM) и Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) разработала солнечные модули с многопереходной структурой и рекордными показателями эффективности.
Чтобы добиться максимального КПД, ученые экспериментировали с кремниевыми модулями и различными полупроводниковыми материалами III-V группы. Двухпереходные солнечные панели на основе гетероперходного кремниевого модуля и верхнего модуля из арсенида галлия (GaAs) продемонстрировали КПД 32,8%, побив предыдущий рекорд ученых. В 2016 году эффективность составляла 29,8% при похожей структуре. Инженеры также создали трехпереходные модули со слоем фосфида галлия индия (GaInP) с КПД 35,9%.
Брат Илона Маска намерен совершить революцию в сельском хозяйстве
Идеи
Для сравнения — в марте группа инженеров из немецкого Института солнечных энергосистем имени Фраунгофера (ISE) и австрийский производитель полупроводников EV Group (EVG) поставила новый рекорд эффективности кремниевых многопереходных солнечных элементов, добившись КПД 31,3%.
Как пояснили ученые в пресс-релизе, обычно такие показатели эффективности демонстрируют дорогостоящие мультипереходные фотоэлементы, полностью состоящие из материалов III-V группы.
Однако пока цена компонентов препятствует широкому применению солнечных панелей такого типа. При среднем КПД 30% один ватт от модуля на основе GaInP обойдется в $4,85. А один ватт от панели на основе GaAs — в $7,15. Инженеры предполагают, что повышение КПД до 35% и масштабирование производства позволит снизить стоимость до $1 за ватт. «Такое уже бывало. Например, цена китайских фотоэлементов упала с $4,5 за ватт в 2006 году до $1 за ватт в 2011», — сообщают в NREL.
10 главных научных открытий 2017 года
Идеи
Многие ученые пытаются снизить себестоимость солнечных элементов. Для этого они применяют легирование, пищевые добавки, пигменты железа и перовскиты.