Новый рекорд эффективности солнечных панелей

Современные солнечные панели ведущих производителей демонстрируют неплохую производительность в районе 22-24%. Это фактический предел используемой технологии, которая обеспечивает преобразование довольно узкого спектра лучей. Достичь 40% эффективности от классической кремниевой подложки невозможно. Разработки в данной сфере ведутся уже давно, но действенного средства разрешения проблемы пока не было найдено.

Мэтью Люмб из Университета Джорджа Вашингтона попытался изменить ситуацию и уже сделал смелые заявления о возможности добиться 44,5% эффективности.

Технология

Солнечные батареи американских исследователей способны поглощать волны большей длины, что гарантирует им двойной прирост производительности по сравнению с распространёнными сегодня фотоэлементами. Устройство солнечной батареи от американских учёных имеет несколько принципиальных отличий.

Первое, на поверхности инновационных фотоэлементов имеются специальные линзы, концентрирующие солнечные лучи на микроскопических ячейках. Эти ячейки являются ключевым элементом новой технологии и выступает в роли «сита», которое позволяет слоям более эффективно обрабатывать ограниченный диапазон волн. Подобная сепарация гарантирует поглощение почти половины всего падающего на панель света. Стандартным панелям доступна только четверть.

Второй особенностью можно считать используемые материалы. В основе лежит антагонид галлия (GaSb). Сам по себе компонент не уникальный и сегодня активно используется в изготовлении инфракрасного лазера или фотодетектора. Данный материал сочетается с кремнием, который по-прежнему служит для захвата видимого спектра света.

Третий аспект инновационных панелей касается особенностей нанесения антагонида галлия в крошечные ячейки. Высокая точность создания мелкой ячеистой структуры обеспечивается трансферной печатью. Идеальная печать гарантирует эффективную работу нижнего слоя, поглощающего длинные волны света. При должной доводке печати можно ещё немного повысить эффективность солнечных панелей на основе GaSb.

Цена и практическое использование

Солнечная электростанция, изготовленная на основе инновационных панелей, выходит слишком дорогой. Но сейчас речь идёт не о коммерческом предложении, а о новом принципе изготовления панелей. Исследователи считают очень важным достижение нового предела производительности фотоэлемента. Допускается использование любых аналогичных материалов, имеющих более доступную стоимость. Это важно, ведь сетевая солнечная электростанция на базе столь эффективных панелей может быть вдвое меньших размеров.

Да и погодные условия в таком случае будут оказывать меньше влияния на производительность всей станции, например, в условиях городской застройки. На фасадах зданий много свободной площади, которая позволит легко строить дома с «нулевым энергопотреблением».