מדענים במעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL) ייצרו תא סולארי עם יעילות של כמעט 50%. התא הסולארי שש-צומת מחזיק כעת בשיא העולם ליעילות ההמרה הסולארית הגבוהה ביותר ב-47.1%, שנמדד בתאורה מרוכזת. וריאציה של אותו תא גם קובעת את שיא היעילות תחת -תאורת שמש אחת ב-39.2%.
"המכשיר הזה באמת מדגים את הפוטנציאל יוצא הדופן של תאים סולאריים מרובי-צמתים", אמר ג'ון גייס, מדען ראשי ב--High Efficiency Crystalline Photovoltaics Group ב-NREL ומחבר ראשי של מאמר חדש על תא קביעת השיא-.
המאמר, "Six-junction III-V תאים סולאריים עם יעילות המרה של 47.1% בריכוז של 143 שמשות", מופיע בכתב העת Nature Energy. המחברים-השותפים של גייס הם מדעני NREL ריאן פראנס, קווין שולטה, מיילס שטיינר, אנדרו נורמן, הארווי גאטרי, מתיו יאנג, טאו סונג ותומס מוריארטי.
כדי לבנות את המכשיר, חוקרי NREL הסתמכו על חומרים III-V -- כך-שנקראים בגלל מיקומם בטבלה המחזורית -- שיש להם מגוון רחב של תכונות קליטת אור. כל אחד מששת הצמתים של התא (השכבות הפוטו-אקטיביות) תוכנן במיוחד כדי ללכוד אור מחלק מסוים בספקטרום השמש. המכשיר מכיל כ-140 שכבות בסך הכל של חומרים III-V שונים כדי לתמוך בביצועים של צמתים אלה, ובכל זאת הוא צר פי שלושה משערת אדם. בשל האופי היעיל ביותר שלהם והעלות הכרוכה בייצורם, תאים סולאריים III-V משמשים לרוב להנעת לוויינים, מה שמעניק את הביצועים ללא תחרות של III-V.
עם זאת, על פני כדור הארץ, התא הסולארי עם שישה-צומת מתאים- היטב לשימוש בפוטו-וולטאים של רכזים, אמר ריאן פראנס, מחבר-שותף ומדען בקבוצת III-V Multijunction Group ב-NREL.
"אחת הדרכים להפחית את העלות היא לצמצם את השטח הנדרש," הוא אמר, "ואתם יכולים לעשות את זה על ידי שימוש במראה כדי ללכוד את האור ולמקד את האור עד לנקודה מסוימת. ואז תוכלו לברוח עם מאית או אפילו אלפית מהחומר, בהשוואה לתא סיליקון בצלחת שטוחה. אתם משתמשים בהרבה פחות חומר מוליכים למחצה על ידי ריכוז האור. היתרון הנוסף הוא שריכוז האור עולה."
צרפת תיארה את הפוטנציאל של התא הסולארי לחרוג מ-50% יעילות כ"למעשה בר השגה" אך לא ניתן להגיע ליעילות של 100% בגלל המגבלות הבסיסיות שמטילה התרמודינמיקה.
גייס אמר שכרגע המכשול המחקרי העיקרי לעלות על יעילות של 50% הוא הפחתת המחסומים ההתנגדות בתוך התא המונעים את זרימת הזרם. בינתיים, הוא מציין ש-NREL עוסקת רבות גם בהפחתת העלות של תאים סולאריים III-V, מה שמאפשר שווקים חדשים עבור מכשירים יעילים מאוד אלה.
חדשות מאת: Science Daily
פוסט מחדש מאת: China Nuclear ITG Capita Management Company
צור איתנו קשר: 86+ 13325354424 /Linll@xmcnitg.com
