Światowy rekord wydajności ogniw słonecznych

solarcell

Konsorcjum w którego skład wchodzą Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE, Soitec, CEA-Leti oraz the Helmholtz Center Berlin ogłosiło nowy rekord świata w konwersji światła słonecznego na energię elektryczną, co zostało osiągnięte za pomocą nowatorskiej struktury ogniwa słonecznego zbudowanego z czterech sub-ogniw. Porozumienie wyżej wymienionych ośrodków zaowocowało zdeklasowaniem konkurencji wynikiem 44,7%, uzyskanym przy wystawieniu na światło o intensywności 297 razy większej od światła słonecznego. Oznacza to że aż 44,7% widma promieniowania elektromagnetycznego, od ultrafioletu do podczerwieni, jest przekształcane w prąd elektryczny. Jest to znaczący krok w kierunku dalszego zmniejszania kosztów energii słonecznej, ale również furtka do osiągnięcia sprawności równej 50%.

Sięgając do historii, wydajność ogniw fotowoltaicznych znacząco wzrosła z 16,7% w 2001 do chwili obecnej. Ostatnim rekordem który dość długo nie ustępował była sprawność ogniwa uzyskana 18 miesięcy temu a mianowicie 33,9%. W maju 2013 ww. konsorcjum zapowiedziało ogniwo słoneczne o wydajności 43,6%. Zgodnie z przewidywaniami udało się uzyskać prognozowaną wartość, co więcej intensywne prace badawcze oraz działania optymalizacyjne doprowadziły do osiągnięcia zaskakującej skuteczności konwersji energii – 44,7%. Wynik zaskoczył nawet samych twórców, co było nagrodą za lata żmudnych badań, symulacji oraz analiz. Tego typu ogniwa słoneczne są wykorzystywane w koncentratorach fotowoltaicznych, budowanych w miejscach o znacznym nasłonecznieniu rocznym jak np. w Hiszpanii, czy też Arabii Saudyjskiej. Pozwalają one uzyskać dwukrotnie większą wydajność aniżeli konwencjonalne ogniwa fotowoltaiczne. Technologia CPV (Concentrated Photovoltaics) to dość młoda gałąź branży pozyskiwania energii elektrycznej z energii słonecznej, jednakże rozwija się bardzo szybko. Krótkim wyjaśnieniem, CPV opiera się na wychwytywaniu i skupianiu promieniowania elektromagnetycznego w koncentratorze jakim jest ogniwo fotowoltaiczne. Struktura takiej baterii opiera się o technologię zwaną ogniwami wielo złączowymi III-V, nazwanymi tak ze względu na stosowanie w nich pierwiastków grup III oraz V tablicy Mendelejewa. Dwa miesiące temu zwracaliśmy uwagę na ich niesamowite własności oraz jakże pożądaną wysoką wydajność w artykule: Najwyższej jakości ogniwa dla wszystkich

Ogniwo skonstruowane przez naukowców z powstałego w tym celu konsorcjum, jest kwintesencją doświadczeń zebranych na przestrzeni wielu lat ciężkiej pracy. Na wydajność konwersji energii słonecznej w energię elektryczną, oprócz nowych materiałów i optymalizacji struktury, kluczową rolę odegrał nowatorski sposób łączenia ze sobą ogniw składowych tworu końcowego. Dzięki nowej technologii naukowcy są w stanie dowolnie połączyć dwa półprzewodnikowe kryształy, które nie mogą wzrastać jeden na drugim przy zachowaniu wysokiej jakości materiału. W ten sposób można tworzyć optymalną kombinację półprzewodników, co zapewnia potężną wydajność ogniw słonecznych. Co ciekawe, odejmując rekordowy uzyskany wynik wydajności od poprzedniego rekordu, kolejno dzieląc przez pewien okres czasu jesteśmy w stanie stwierdzić iż wydajność ogniw fotowoltaicznych wzrosła o ponad 1% w przeciągu 4 miesięcy. Potwierdza to przypuszczenia badaczy o nagłej intensyfikacji działań w celu większej wydajności. To znaczy, że fotowoltaika rozwija się bardzo prężnie i warto w nią inwestować, a wszystko dzięki naturalnemu mechanizmowi współzawodnictwa i konkurencji.

Źródła:
[1] Solar cells mural by Tristan Schmurr, flickr.com, CC BY 2.0
[2] Materiały prasowe 2013 Fraunhofer ISE, http://www.ise.fraunhofer.de/en/press-and-media/press-releases/presseinformationen-2013/world-record-solar-cell-with-44.7-efficiency | 24.09.2013
[3] http://gramwzielone.pl/energia-sloneczna/1045/cpv-nowa-technologia-w-fotowoltaice | 24.09.2013

1 komentarz
  1. Maurycy Odpowiedz

    No i super! I wydajne, i oszczędne. Fotowoltaika, zwłaszcza ta dla firm, to przyszłość. Ja już dzięki niej oszczędzam.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *