Efektywność ogniwa na poziomie 35,9 proc.

Nowe monolityczne ogniwo słoneczne z potrójnym złączem – a dokładniej tandemowe ogniwo słoneczne III-V – przekształca 35,9 proc. światła słonecznego w energię elektryczną. W ogniwie warstwy półprzewodników III-V są połączone bezpośrednio z subogniwem krzemowym na poziomie atomowym. Produkt niemieckich naukowców zawiera widmo słoneczne AM1.5G. Z zewnątrz ogniwo przypomina konwencjonalne ogniwo słoneczne z dwoma zaciskami. Zastosowanie nowego półprzewodnika GaInAsP (materiału na bazie fosforku, arsenku galu i indu) w ogniwie środkowym było kluczowym krokiem do osiągnięcia wyższej wydajności.

Wykres: Instytut Fraunhofera

Naukowcy zauważają, że górne subogniwo świeci na czerwono, co świadczy o wyjątkowej jakości materiału. Nanostrukturalna tylna strona komórki mieni się w kolorach tęczy.

Wykres: Instytut Fraunhofera

Opracowanie tandemowych ogniw słonecznych III-V // Si zostało sfinansowane przez niemieckie Federalne Ministerstwo Gospodarki i Energii w ramach projektu PoTaSi.

Tandemowe ogniwa przyszłością fotowoltaiki

Niemiecki instytut koncentruje się przede wszystkim na rozwoju technologii tandemowej, która umożliwi dalsze zmniejszenie obszaru wymaganego do instalacji paneli fotowoltaicznych, a także mniejsze wykorzystania materiałów. W przekonaniu niemieckich naukowców ta technologia ogniw umożliwi przekroczenie tradycyjnych granic wydajności poprzez selektywne łączenie różnych materiałów ogniw słonecznych.

Wysokowydajne krzemowe ogniwa tandemowe (III-V/Si) znajdują swoje zastosowanie w samolotach z napędem elektrycznym i dronach. Obecnie koszty produkcji nowych ogniw są nadal znacznie wyższe niż w przypadku konwencjonalnych krystalicznych ogniw słonecznych z pojedynczym złączem. Wynika to ze złożonego etapu epitaksji warstw III-V i wielu dodatkowych procesów półprzewodnikowych wymaganych do produkcji ogniw. Instytut wskazuje, że minie kilka lat, zanim jakiekolwiek moduły fotowoltaiczne wykonane z przedstawionego rodzaju ogniwa słonecznego będą dostępne na rynku.

Źródło: Instytut Fraunhofera

Redakcja GLOBEnergia