Ilmuwan terus mendorongpanel suryaagar lebih efisien, dan ada rekor baru untuk dilaporkan: Sel surya baru mencapai efisiensi 39,5 persen di bawah kondisi pencahayaan global standar 1-matahari.
Tanda 1-matahari hanyalah cara standar untuk mengukur jumlah tetap sinar matahari, sekarang hampir 40% dari radiasi dapat diubah menjadi listrik. Rekor sebelumnya untuk jenis inipanel suryabahan adalah 39,2% efisiensi.
Ada lebih banyak jenis sel surya di sekitar daripada yang mungkin Anda pikirkan. Jenis yang digunakan di sini adalah sel surya tandem III-V triple-junction, biasanya digunakan di satelit dan pesawat ruang angkasa, meskipun mereka juga memiliki potensi besar di tanah padat.
”Sel baru lebih efisien dan lebih sederhana untuk dirancang, dan dapat berguna untuk berbagai aplikasi baru, seperti aplikasi yang sangat terbatas atau aplikasi ruang rendah emisi,” kata fisikawan Myles Steiner dari National Renewable Energy Laboratory..”NREL) di Colorado.
Dalam hal efisiensi sel surya, bagian "tiga persimpangan" dari persamaan itu penting. Setiap simpul terkonsentrasi di bagian tertentu dari rentang spektral matahari, yang berarti lebih sedikit cahaya yang hilang dan tidak digunakan.
Efisiensi lebih ditingkatkan dengan menggunakan apa yang disebut teknologi "sumur kuantum". Fisika di baliknya cukup kompleks, tetapi gagasan umumnya adalah bahwa bahan dipilih dan dioptimalkan dengan hati-hati, dan setipis mungkin. Ini memengaruhi celah pita, energi minimum yang diperlukan untuk mengeksitasi elektron dan memungkinkan arus mengalir.
Dalam hal ini, tiga junction terdiri dari gallium indium phosphide (GaInP), gallium arsenide (GaAs) dengan beberapa efisiensi sumur kuantum ekstra, dan gallium indium arsenide (GaInAs).
”Faktor kuncinya adalah bahwa meskipun GaAs adalah bahan yang sangat baik dan umumnya digunakan dalam sel multijungsi III-V, ia tidak memiliki celah pita yang tepat untuk sel sambungan rangkap tiga, yang berarti arus foto antara ketiga sel tersebut Keseimbangannya tidak optimal, ” kata fisikawan NREL Ryan France.
”Di sini, kami telah memodifikasi celah pita dengan menggunakan sumur kuantum, sambil mempertahankan kualitas material yang sangat baik, yang memungkinkan perangkat ini dan kemungkinan aplikasi lainnya.”
Beberapa peningkatan yang ditambahkan dalam sel terbaru ini termasuk meningkatkan jumlah cahaya yang diserap tanpa kehilangan tegangan yang sesuai. Beberapa penyesuaian teknis lainnya telah dilakukan untuk meminimalkan pembatasan.
Ini adalah efisiensi 1-matahari tertinggi dari semuapanel suryasel dalam catatan, meskipun kita telah melihat efisiensi yang lebih tinggi dari radiasi matahari yang lebih intens. Meskipun akan membutuhkan waktu bagi teknologi untuk berpindah dari lab ke produk yang sebenarnya, potensi peningkatannya sangat menarik.
Sel-sel tersebut juga mencatat efisiensi ruang 34,2 persen yang mengesankan, yang seharusnya mereka capai saat digunakan di orbit. Bobot dan ketahanannya terhadap partikel berenergi tinggi membuatnya sangat cocok untuk tugas ini.
"Karena ini adalah sel surya 1-matahari yang paling efisien pada saat penulisan, sel-sel ini juga menetapkan standar baru untuk efisiensi yang dapat dicapai dari semua teknologi fotovoltaik," tulis para peneliti dalam makalah mereka yang diterbitkan.
Waktu posting: 24 Mei-2022
