Новости Hardware

Учёные создали солнечные элементы с рекордным КПД в 39,5 % — они многослойные и с «квантовыми ямами»

Исследователи Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США (NREL) сообщили о создании инновационных солнечных элементов питания с рекордным КПД — почти 40 % при нормальном освещении. Для сравнения, КПД обычных фотоэлементов составляет от 15 до 30 %.

 Источник изображения: NREL

Источник изображения: NREL

Примечательно, что показатель 39,5 % достигнут при освещении, которое в целом эквивалентно естественному солнечному. Данное уточнение имеет значение, поскольку в ходе экспериментов учёным часто удаётся добиться КПД до 47 %, но только под «концентрированным» светом, что мало соответствует естественным земным условиям.

Добиться такого результата удалось благодаря особой конструкции элементов, известной, как инвертированное метаморфическое соединение (IMM). Оно предусматривает использование трёх слоёв солнечных ячеек, каждый из которых выполнен из материала другого типа. В частности, речь идёт о верхнем слое из фосфида индия-галлия, среднего из арсенида галлия и нижнего из арсенида индия-галлия. Каждый слой захватывает свет с разными длинами волн, что позволяет получать больше энергии, используя значительную часть солнечного спектра.

Помимо этого панели используют так называемые «квантовые ямы», ограничивающие движение электронов не тремя, а двумя измерениями. Утверждается, что слой с такими ямами также позволяет захватывать больше света и ведёт к большей энергоотдаче.

Прежний рекорд КПД для солнечных панелей поставила та же команда, добившись в 2020 году показателя 39,2 % — речь идёт о борьбе за каждую долю процента. Уже проводилось тестирование, демонстрирующее поведение новых элементов в условиях космоса. В этом случае КПД составлял 34,2 %.

Научный прорыв может быть крайне важен для технологий солнечных элементов питания. Тем не менее разработчики подчёркивают, что производство этого типа ячеек довольно дорого и о массовом выпуске речь пока не идёт, до этого предстоит ещё немало работы над снижением себестоимости элементов.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Запуск обновлённого Большого адронного коллайдера на полную мощность в два раза ускорит научные исследования 39 мин.
Смартфон Oppo A97 5G получит 6,56" дисплей FHD+ и 48-Мп камеру 2 ч.
Intel сама протестировала неэталонную видеокарту Arc A380 и назвала её хорошим вариантом для мейнстримного гейминга 2 ч.
Плата Firefly ITX-3568JQ для коммерческих устройств оснащена чипом Rockchip RK3568 2 ч.
Объёмы продаж ПК в 2022 году могут опуститься ниже 300 млн штук 2 ч.
Акции ASML упали из-за слухов о том, что США пытаются перекрыть ей поставки в Китай — акции китайских чипмейкеров наоборот подскочили 3 ч.
Samsung, SK hynix и Micron заняли 85 % рынка памяти для смартфонов 3 ч.
Шведская Northvolt привлекла $1,1 млрд для расширения производства тяговых аккумуляторов в Европе 4 ч.
Vivo представила 300-долларовый смартфон Y77 5G со 120-Гц экраном, чипом Dimensity 930 и 80-Вт зарядкой 4 ч.
ASUS представила профессиональный монитор ProArt PA248CNV с док-станцией и соотношением сторон 16:10 4 ч.