Cientistas do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) fabricaram uma célula solar com eficiência de quase 50%. A célula solar de seis{2}}junções agora detém o recorde mundial de maior eficiência de conversão solar, de 47,1%, medida sob iluminação concentrada. Uma variação da mesma célula também estabelece o recorde de eficiência sob uma{5}}iluminação solar em 39,2%.
"Este dispositivo realmente demonstra o potencial extraordinário das células solares multijunções", disse John Geisz, principal cientista do Grupo Fotovoltaico Cristalino de Alta-Eficiência do NREL e autor principal de um novo artigo sobre a célula-que bate recordes.
O artigo, "Seis células solares de-junção III-V com eficiência de conversão de 47,1% sob concentração de 143 sóis", foi publicado na revista Nature Energy. Os co-autores de Geisz são os cientistas do NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song e Thomas Moriarty.
Para construir o dispositivo, os pesquisadores do NREL confiaram em materiais III{0}}V -- assim-chamados devido à sua posição na tabela periódica -- que possuem uma ampla gama de propriedades de absorção de luz. Cada uma das seis junções da célula (as camadas fotoativas) é especialmente projetada para capturar luz de uma parte específica do espectro solar. O dispositivo contém cerca de 140 camadas totais de vários materiais III-V para apoiar o desempenho dessas junções e, ainda assim, é três vezes mais estreito que um fio de cabelo humano. Devido à sua natureza altamente eficiente e ao custo associado à sua fabricação, as células solares III-V são mais frequentemente usadas para alimentar satélites, que valorizam o desempenho incomparável do III-V.
Na Terra, no entanto, a célula solar de seis{0}}junções é adequada-para uso em concentradores fotovoltaicos, disse Ryan France, co{2}}autor e cientista do III{3}}V Multijunction Group do NREL.
"Uma maneira de reduzir custos é reduzir a área necessária", disse ele, "e você pode fazer isso usando um espelho para capturar a luz e focar a luz até um ponto. Então você pode obter um centésimo ou até um milésimo do material, em comparação com uma célula de silício de placa- plana. Você usa muito menos material semicondutor ao concentrar a luz. Uma vantagem adicional é que a eficiência aumenta à medida que você concentra a luz."
A França descreveu o potencial da célula solar para exceder 50% de eficiência como "na verdade muito alcançável", mas essa eficiência de 100% não pode ser alcançada devido aos limites fundamentais impostos pela termodinâmica.
Geisz disse que atualmente o principal obstáculo da pesquisa para atingir 50% de eficiência é reduzir as barreiras resistivas dentro da célula que impedem o fluxo de corrente. Enquanto isso, ele observa que o NREL também está fortemente empenhado na redução do custo das células solares III-V, possibilitando novos mercados para esses dispositivos altamente eficientes.
Notícias de: Science Daily
Repostado por: China Nuclear ITG Capita Management Company
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