Шведски учени поставиха световен рекорд по ефективност на соларните клетки

Изследователи от университета в Упсала, Швеция са поставили нов световен рекорд, като са разработили CIGS соларна клетка с ефективност на преобразуване на енергията 23,64%. Предишният рекорд се държеше от Solar Frontier, Япония, чиято CIGS слънчева клетка регистрира 23,35 % ефективност на слънчевата енергия.

Технологиите за възобновяема енергия получиха сериозен тласък, тъй като светът се стреми да намали въглеродните емисии. Дори и след намаляване на разходите за производство и инсталиране, слънчевата енергия задоволява едва 6% от световното търсене на електроенергия.

Кристалният силиций е най-широко използваният тип слънчеви клетки, тъй като е по-евтин и има дълъг живот. Въпреки това, ефективността на преобразуване на енергията, постигната с тези слънчеви клетки е едва 22%. Това означава, че не успяваме да използваме почти 80% от слънчевата светлина, получавана на Земята.

Тандемните соларни клетки са обявени за така необходимото технологично подобрение на соларните клетки. Те предлагат над 30% ефективност на преобразуване на енергията. Производствените разходи за тандемните клетки на базата на перовскит обаче остават пречка, която все още не е преодоляна.

Какво представляват CIGS соларните клетки?

Соларните клетки CIGS са специален вид соларни клетки с нормално прозоречно стъкло, което включва слоеве от различни елементи, изпълняващи специфична функция. Тези слоеве обикновено са мед, индий, галий и селенид (оттук и наименованието CIGS). В конфигурацията също така са включени и допълнителни слоеве от сребро и натрий.

Тези слоеве са разположени преди молибденовия заден контактен слой и под прозрачен преден контактен слой. Слоят CIGS се обработва с рубидиев флуорид. Натриевият слой реагира с рубидия, за да създаде баланс, който позволява на електроните да се разделят ефективно, като по този начин се увеличава ефективността на соларната клетка.

Компанията Solar Frontier в Япония първа демонстрира, че CIGS соларните клетки могат да осигурят ефективност на преобразуване на енергията над 23%.

Сега изследователите от университета в Упсала и Европейския технологичен център First Solar поставиха този нов световен рекорд с ефективност от 23,64%. Постижението им беше потвърдено независимо от института Fraunhofer ISE в Германия.

Подобрената ефективност

По принцип подобряването на ефективността на слънчевите клетки е лесно. Конструкцията на клетката трябва да гарантира, че тя поглъща възможно най-много светлина и я превръща в електрически товар с възможно най-малко енергия, която се превръща в топлина.Множеството слоеве в CIGS имат за цел да изпълнят тази концепция.

Технологията има и свойства, които я правят подходяща за долната част на тандемна соларна клетка, се казва в съобщението за пресата.

Резултатите от изследването са публикувани в списание Nature Energy.