Hatékonyságú napelemek

A napfénypanelek hatékonyságának rekordrekordja, amely a mai piacon egy vagy több módon elérhető, a többrétegű napelemeken alapuló napelemek, amelyeket a német Fraunhofer Napenergia Rendszerek Intézete fejlesztett ki. 2005 óta a Soitec részt vesz ezek kereskedelmi megvalósításában.

Maguk a fotocellák mérete nem haladja meg a 4 mm-t, és a napfény fókuszálását kiegészítő koncentráló lencsék segítségével érik el, amelyeknek köszönhetően a telített napfény villamos energiává alakul át 47% -ot elérő hatékonysággal.

Az akkumulátor négy pn csomópontot tartalmaz, így négy különféle fotocellás kapcsolat hatékonyan képes átvenni és átalakítani egy adott hullámhosszú sugárzást napfénytől, amely az infravörös és az ultraibolya hullámhossz-tartományban 297,3-szor koncentrálódik.

A kutatók, Frank Dimirot vezetésével, kezdetben a többrétegű kristályok kifejlesztésének feladatát tűzték ki maguknak, és megoldást találtak - kiborították a szubsztrátokat a növekedéshez, és ennek eredményeként különféle félvezető rétegekkel, négy fotoelektromos alcellával kristályt kaptunk.

A növekvő folyamat bonyolultabbnak bizonyult, mint a szilícium elemek hagyományos gyártásakor, de az új elemek teljesítménye megduplázódott. Ezenkívül a hub-tal rendelkező rendszer létrehozásának költségei alacsonyabbak, mint a létrehozáskor hagyományos napelemek.

A többrétegű napelemeket már régóta használják az űrhajókban, de most már 18 országban indítottak napelemeket alapjukon. Ez a technológia költségének javításával és csökkentésével lehetséges. Ennek eredményeként növekszik az új napenergia-állomásokkal felszerelt országok száma, és tendencia van a verseny felé az ipari napelemek piacán.

A második helyen a háromrétegű Sharp napelemeken alapuló napelemek vannak, amelyek hatékonysága elérte a 44,4% -ot. Az indium gallium-foszfid a fotocella első rétege, a gallium-arzenid a második, az indium-gallium-arzenid a harmadik réteg. A három réteget dielektrikum választja el, amely az alagúthatás elérését szolgálja.

A fénykoncentráció a fotocellán a Fresnel lencsének köszönhetően érhető el, ugyanis a német fejlesztőknél a napfény 302-szer koncentrálódik, és háromrétegű félvezető fotocellával konvertálható.

A Sharp 2003 óta folyamatosan végez kutatást e technológia fejlesztésével a NEDO, egy japán közigazgatási szervezet támogatásával, amely elősegíti a kutatást és fejlesztést, valamint az ipari, energetikai és környezetvédelmi technológiák terjesztését. 2013-ra a Sharp 44,4% -ot ért el.

Két évvel a Sharp előtt, 2011-ben, az amerikai Solar Junction vállalat már kiadott hasonló elemeket, de hatékonysága 43,5% volt, elemei 5x5 mm-esek voltak, és a lencsékkel is fókuszálták, 400-szor koncentrálva a napfényt. A napelemek három csomópontos germánium alapúak voltak, és a csoport még öt és hat csomópontos napelemek létrehozását tervezte a spektrum jobb felvétele érdekében. A kutatás a vállalat napjainkig folyik.

Így a koncentrátumokkal kombináltan gyártott napelemek, amelyek, amint látjuk, Európában, Ázsiában és Amerikában készülnek, a legnagyobb hatékonysággal rendelkeznek. De ezeket az akkumulátorokat elsősorban nagyméretű földi napenergia-erőművek építéséhez és az űrhajók hatékony energiaellátásához használják.

Az utóbbi időben rekordot értek el a szokásos fogyasztói napelemek területén, amelyek a legtöbb ember számára rendelkezésre állnak, például egy ház tetőjéhez.

2015. ősz közepén az Ilona Mask SolarCity társaság mutatta be a leghatékonyabb fogyasztói napelemeket, amelyek hatékonysága meghaladja a 22% -ot.

Ezt a mutatót a Megújuló Energia Tesztelő Központ laboratóriumában végzett mérések is megerősítették. A Buffalo üzem már napi termelési tervet készít - 9–10 ezer napelemből, amelyek pontos jellemzőiről még nem számoltak be. A vállalat már tervezi, hogy évente legalább 200 000 otthont biztosít az akkumulátorokkal.

A tény az, hogy az optimalizált technológiai eljárás lehetővé tette a vállalat számára, hogy jelentősen csökkentse a gyártás költségeit, miközben kétszer növelje a hatékonyságot a széles körben elterjedt fogyasztói szilikon napelemekhez képest. Musk biztos benne, hogy a napelemei a legnépszerűbbek a háztulajdonosok körében a közeljövőben.

Lásd még ebben a témában:5 jövő szokatlan napeleme