Достигнут рекордный уровень эффективности солнечных элементов — 44.7%

Новый четырехслойный фотоэлемент с эффективностью 44,7%, имеет весьма скромные размеры

Немецкий институт солнечных технологий Фраунгофера, Soitec, CEA-Leti и Берлинский центр имени Гельмгольца объявили позавчера, о том, что они достигли нового мирового рекорда в преобразовании солнечного света в электричество с помощью новых четырехслойных солнечных элементов. После трех лет исследований, был достигнут новый рекорд эффективности — 44,7%, который был получен с помощью концентрации мощности 297 солнц. Это означает, что 44,7% энергии солнечного спектра, начиная от ультрафиолетового, заканчивая инфракрасным, преобразуется в электрическую энергию. Это важный шаг к дальнейшему снижению стоимости солнечной электроэнергии и несомненно приближает нас заветной цели — 50% эффективности фотоэлементов.

Еще в мае 2013 года, эта немецко-французская команда уже объявляла о достижении другого рекорда — они сделали солнечные элементы с эффективностью 43,6%. Опираясь на этот результат, дальнейшие интенсивные исследовательские работы и шаги по оптимизации, привели к результату в 44,7%.

Эти солнечные элементы используются в рамках технологии концентрируемой фотовольтаики, технологии, которая позволяет достигать более чем двукратной эффективности, по сравнению с традиционными технологиями, в богатых на солнце местах. Наземное использование так называемого III-V мульти-соединения солнечных элементов, которые изначально пришли из космических технологий, оправдало себя и на земле и позволяет осуществлять высокую эффективность преобразования солнечного света в электричество. В этой системе, несколько ячеек, изготовленных из различных III-V полупроводниковых материалов уложены друг на друга. Каждая подъячейка поглощает различные диапазоны длин волн солнечного спектра.

“Мы невероятно гордимся нашей командой, которая вот уже три года работает над этой четырехслойной моделью солнечного элемента”, говорит Франк Димрот, заведующий отделом и руководитель проекта, отвечающий за эту разработку в Fraunhofer ISE. “Эта четырехслойная солнечная ячейка вобрала в себя все наши знания в этой области на протяжении многих лет. Благодаря этой технологии, мы в состоянии соединить два полупроводниковых кристалла, которые в обычном случае не могут быть выращены поверх друг друга. Таким образом, мы можем произвести оптимальное сочетание полупроводников, для создания солнечных элементов с высоким КПД.”

Это график характеристик наилучшей на текущий момент четырехслойной солнечной ячейки при концентрации силы 297 солнц. Измерения проводились в лаборатории Fraunhofer ISE CalLab.

“Это мировой рекорд увеличения нашего уровня эффективности более чем на 1 процентный пункт, менее чем за 4 месяца работы, демонстрирует крайне высокий потенциал наших четырехслойных солнечных ячеек, который опирается на опыт методов соединения Soitec”, говорит Андре-Жак Обертон-Эрве, председатель Soitec и главный исполнительный директор. “Это подтверждает верное движение на пути к более высокой эффективности, который представляет собой ключевой фактор конкурентоспособности наших собственных систем концентрируемой фотовольтаики. Мы очень гордимся этим достижением, которое является отражением нашего крайне успешного сотрудничества.”

Внешняя квантовая эффективность четырехслойных солнечных элементов. Измерения проводились в лаборатории Fraunhofer ISE CalLab.

Модули концентрированной солнечной энергии производятся компанией Soitec (учреждена в 2005 году под названием Concentrix Solar, путем отделения от Немецкого института солнечных технологий Фраунгофера). Эта эффективная технология в частности используется в богатых на солнце регионах с высокой долей прямого излучения. Настоящее время Soitec имеет такие установки в 18 различных странах, включая Италию, Францию, Южную Африку и Калифорнию.

• Инновации в солнечной энергетике: тандемные солнечные панели
• Ученые из IBM разработали источник концентрированной солнечной энергии
• Trina Solar совместно с австралийскими учеными разработали солнечную ячейку с эффективностью 24,4%
• Новый рекорд эффективности солнечных элементов – 43,5%
• IBM разработала дешевый эффективный вариант солнечной батареи