Kahusayan ng mga solar cell at module

Bawat taon, ang mga problema ng kakulangan sa enerhiya at polusyon sa kapaligiran ay lumalala at lumalala: ang mga mapagkukunan ng fossil ay nauubos, at ang pagkonsumo ng tao sa kuryente ay patuloy na lumalaki. Sa kontekstong ito, hindi talaga nakakagulat na patuloy na pinapabuti ng mga siyentipiko ang mga alternatibong pamamaraan ng pagbuo ng kuryente.

Kasama ng iba pang malinis na mapagkukunan, tulad ng hangin, pagtaas ng tubig, alon ng dagat, init ng lupa at iba pa, ay hindi nawawala ang kanilang kahalagahan at solar power plants, tradisyonal na binuo mula sa mga baterya batay sa mga photovoltaic cell. Ang pangunahing kinakailangan para sa mga solar cell ay ang pinakamataas na posibleng kahusayan, ang pinakamataas na posibleng kahusayan ng conversion ng solar radiation sa kuryente.

Ang catch sa mga solar cell ay na bagaman ang radiation flux (nagpapalabas mula sa Araw at umabot sa Earth) ay may partikular na kapangyarihan sa itaas na limitasyon ng atmospera sa rehiyon na 1400 W / m2, gayunpaman sa maulap na panahon malapit sa ibabaw ng Earth sa ang European kontinente ito ay lumiliko out lamang 100 W / sq.m. at mas kaunti pa.

Efficiency ng solar cell, module, array — Ang ratio ng electrical output ng solar cell, module, baterya sa produkto ng solar energy flux density sa bawat lugar, ayon sa pagkakabanggit, ng cell, module, baterya.

Kahusayan ng solar power plant - Ang ratio ng elektrikal na enerhiya na nabuo sa solar na enerhiya na natanggap sa parehong agwat ng oras sa ibabaw, na bumubuo sa projection ng lugar ng solar power plant sa isang eroplano na normal sa sinag ng araw .

Ang pinakasikat na solar panel ngayon ay ginagawang posible na kunin ang kuryente mula sa sinag ng araw na may kahusayan na 9 hanggang 24%. Ang average na presyo ng naturang baterya ay humigit-kumulang 2 euro bawat watt, habang ang pang-industriya na produksyon ng kuryente mula sa mga photovoltaic cell ngayon ay nagkakahalaga ng 0.25 euro bawat kWh. Samantala, hinuhulaan ng European Photovoltaic Association na sa 2021 ang halaga ng industriyal na nabuong "solar" na kuryente ay bababa sa €0.1 kada kWh.

Sinisikap ng mga siyentipiko mula sa buong mundo na pagbutihin ang kanilang kahusayan mga photocell… Taun-taon ay may mga balita mula sa iba't ibang mga institusyon, kung saan paulit-ulit na namamahala ang mga siyentipiko na lumikha ng mga solar module na may record na kahusayan, mga solar module batay sa isang bagong komposisyon ng kemikal, mga solar module na may mas mahusay na mga concentrator, atbp.

Ang unang high-efficiency solar cell ay ipinakita sa publiko noong 2009 ng Spectrolab. Pagkatapos ang kahusayan ng mga cell ay umabot sa 41.6%, habang sa parehong oras ang simula ng pang-industriya na produksyon ng mga solar cell na may kahusayan na 39% ay inihayag noong 2011. Bilang isang resulta, noong 2016 Spectrolab nagsimula ang produksyon ng mga solar panel na may isang kahusayan ng 30, 7% para sa mga sasakyang pangkalawakan.

Noong 2011Nakamit ng Solar Junction na nakabase sa California ang mas mataas na kahusayan na 43.5% na may 5.5mm by 5.5mm solar cell, na nalampasan ang record na itinakda kamakailan ng Spectrolab. Ang mga multi-layered na tatlong-tiered na elemento ay binalak na gawin sa isang planta, ang pagtatayo nito ay nangangailangan ng pautang mula sa Ministry of Energy.

Sun Simba solar system na kinabibilangan ng optical concentratorat may kahusayan na 26 hanggang 30%, depende sa pag-iilaw at anggulo ng saklaw ng liwanag, ay ipinakita noong 2012 ng kumpanya ng Canada na Morgan Solar. Kasama sa mga elemento ang gallium arsenide, germanium at plexiglass. Ang pag-unlad na ito ay nagbigay-daan sa isang balo na pataasin ang kahusayan ng tradisyonal na silicon solar cells.

Ang mga matutulis na trilayer na selula batay sa indium, gallium, at arsenide, na may sukat na 4 sa 4 mm, ay nagpapakita ng kahusayan na 44.4%. Ipinakita ang mga ito noong 2013. Ngunit sa parehong taon, ang kumpanyang Pranses na Soitec, kasama ang Berlin Center. Nakumpleto ni Helmholtz at mga espesyalista mula sa Fraunhofer Institute para sa Solar Energy Systems ang pagbuo ng isang Fresnel lens photocell.

Ang kahusayan nito ay 44.7%. At makalipas ang isang taon, noong 2014, nakakuha ang Fraunhofer Institute ng kahusayan na 46%, muli sa isang elemento ng lens ng Fresnel. Ang istraktura ng solar cell ay naglalaman ng apat na junction: indium gallium phosphate, gallium arsenide, gallium indium arsenide at indium phosphate.

Sinasabi ng mga creator ng cell na ang baterya, na binubuo ng 52 modules, kabilang ang mga Fresnel lenses (16 sq. cm bawat isa) at ultra-efficient receiving photocells (7 sq. mm lang bawat isa) ay maaaring, sa prinsipyo, mag-convert ng 230 suns ng liwanag sa kuryente … .

Ang pinaka-maaasahan na alternatibo sa kung ano ang mayroon tayo ngayon, nakikita ng mga analyst ang paglikha sa malapit na hinaharap ng mga photovoltaic cell na may kahusayan na halos 85%, na nagtatrabaho sa prinsipyo ng pagwawasto ng kasalukuyang sanhi ng electromagnetic radiation ng Araw (pagkatapos ng lahat, sikat ng araw. ay electromagnetic wave na may dalas na humigit-kumulang 500 THz) sa isang maliit na nanoantenna na may sukat na ilang nanometer.