Naukowcy nadal poprawiają wydajność ogniw słonecznych, a oto nowy rekord: nowe ogniwo słoneczne osiągnęło wydajność 39,5% w standardowych warunkach globalnego oświetlenia 1 słońca.

Ten 1 znak słońca to tylko ustandaryzowany sposób pomiaru stałej ilości światła słonecznego, a prawie 40 procent tego promieniowania można teraz przekształcić w energię elektryczną. Poprzedni rekord dla tego typu paneli fotowoltaicznych wynosił 39,2 proc.

Istnieje więcej rodzajów paneli słonecznych, niż można sobie wyobrazić. Zastosowany tutaj typ, trójzłączowe tandemowe panele słoneczne III-V, jest często używany w satelitach i statkach kosmicznych, chociaż mają one ogromny potencjał również na stałym gruncie.

Nowe ogniwo jest bardziej wydajne i ma prostszą konstrukcję, co może być przydatne w wielu nowych zastosowaniach, takich jak zastosowania w ograniczonej przestrzeni lub zastosowania w kosmosie o niskim promieniowaniu. Część równania dotycząca „potrójności” jest ważna z punktu widzenia wydajności ogniwa. Każde złącze koncentruje się na określonej części widma słonecznego, co oznacza, że ​​mniej światła jest tracone i niewykorzystane.

Dalszy wzrost wydajności osiągnięto dzięki wykorzystaniu technologii tzw. studni kwantowych. Fizyka stojąca za nimi jest dość złożona, ale ogólną ideą jest to, że materiały są starannie dobierane i optymalizowane oraz wykonane tak cienkie, jak to tylko możliwe. Wpływa to na szczelinę, minimalną ilość energii wymaganą do wzbudzenia elektronów i umożliwienia przepływu prądu.

Niektóre z ulepszeń dodanych do tego ostatniego ogniwa obejmują zwiększenie ilości pochłanianego światła bez odpowiedniej utraty napięcia. Wprowadzono również kilka innych ulepszeń technicznych, aby zminimalizować ograniczenia. Jest to najwyższa wydajność ze wszystkich zarejestrowanych ogniw słonecznych przy 1 słońcu, chociaż zaobserwowaliśmy wyższą wydajność przy bardziej intensywnym promieniowaniu słonecznym. Chociaż przejście technologii z laboratorium do świata rzeczywistego wymaga czasu, potencjalne ulepszenia są zachęcające.

Ogniwa wykazały również imponującą 34,2 procentową wydajność kosmiczną, którą powinny osiągnąć, gdy są używane na orbicie. Ich waga i odporność na cząstki o wysokiej energii sprawiają, że szczególnie nadają się do tego zadania.

Ponieważ są to obecnie najbardziej wydajne 1-słoneczne ogniwa słoneczne, ogniwa te wyznaczają również nowy standard osiąganej wydajności dla wszystkich technologii fotowoltaicznych.

Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Joule.