A neuer Solarzellenprototyp wurde von Wissenschaftlern der George Washington University entwickelt und kann knapp die Hälfte der verfügbaren Energie aus Sonnenlicht in elektrischen Strom umwandeln. Die neuartige Technologie verwendet dazu eine bestimmte Materialfamilie, die in einer gestapelten Struktur zusammengesetzt istSolarzelle, um fast die gesamte Energie im Sonnenspektrum zu nutzen.
[Bildquelle : George Washington University ]
Wie genau funktioniert diese Solarzelle?
Dieser neue Solarzellen-Prototyp verwendet Konzentrator-Photovoltaik CPV -Paneele . Die Panels sind mit Linsen ausgestattet, die das Sonnenlicht auf Zellen mit einer mikroskaligen Abmessung von weniger als einem Millimeter im Quadrat konzentrieren. Durch die Konstruktion des Panels in einem so kleinen Maßstab können neue und vielfältige Solarzellenmaterialien entwickelt werden.
Was diesen Solarzellenprototyp von früheren Solarmodulkonstruktionen unterscheidet, ist die Verwendung eines bestimmten Materials und die Art und Weise, wie das gesamte System zusammengebaut wird. Die Solarzelle besteht aus einer Gruppe von Materialien, die auf Galliumantimonidsubstraten GaSb basierenDie GaSb-Solarzellen sind in einer gestapelten Struktur hergestellt und in hocheffiziente Solarzellen aus herkömmlichen Substraten integriert, die in der Lage sind, Solarphotonen mit kürzerer Wellenlänge einzufangen. Darüber hinaus werden die Solarzellen zusammengesetztMit der gestapelten Methode konnten die Wissenschaftler auch eine als Transferdruck bezeichnete Technik nutzen. Die Technik ermöglicht eine dreidimensionale mikroskalige Zellstruktur mit hoher Präzision, mit der das Gerät fast die gesamte Energie erfassen kanndas Sonnenspektrum.
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Wie ist es im Vergleich zu herkömmlichen Solarmodulen?
Jede Schicht des Prototyps einer gestapelten Solarzelle kann Sonnenenergie mit einem bestimmten Satz von Wellenlängen absorbieren. Dieser Prozess der Filterung des Sonnenlichts führt zu einer Nutzung und Umwandlung. 44,5% von der verfügbaren Sonnenenergie in Elektrizität. Während herkömmliche Solarzellen nur ein Viertel der verfügbaren Energie in elektrische Energie umwandeln können. Matthew Lumb, Wissenschaftler an der Universität und Hauptautor der Studie erklärt der Vorteil der Erstellung einer Solarzelle im Transferdruckverfahren
"Rund 99 Prozent der im direkten Sonnenlicht enthaltenen Leistung, die die Erdoberfläche erreicht, fällt zwischen Wellenlängen von 250 nm und 2500 nm, aber herkömmliche Materialien für hocheffiziente Mehrfachsolarzellen können nicht den gesamten Spektralbereich erfassen. Unser neues Gerätist in der Lage, die in den langwelligen Photonen gespeicherte Energie freizuschalten, die in herkömmlichen Solarzellen verloren gehen, und bietet somit einen Weg zur Realisierung der ultimativen Mehrfachsolarzelle ".
Die Herstellung einer Solarzelle mit einer derart komplexen Struktur ist mit einem hohen Preis verbunden. Die GaSb-basierte Zelle ist natürlich erheblich teurer als herkömmliche Solarzellen. Die Forscher halten es jedoch für wichtig, die optimale Effizienzkapazität einer solchen zu zeigenMaterial für erneuerbare Energien. Sie möchten die derzeitige Form der Solarzelle unter Verwendung kostengünstiger Materialien mit sehr hoher Solarkonzentration und Technologie entwickeln, die das kostspielige Wachstum von Substraten recyceln können. Auf diese Weise können die Forscher möglicherweise a vermarktenähnliches Produkt wie die Massen.
Via George Washington University