Gần đây, các nhà nghiên cứu Fraunhofer-ISE đã đạt được hiệu suất chuyển đổi là 68,9% khi sử dụng tế bào quang điện dưới ánh sáng đơn sắc. Đây là hiệu quả cao nhất đạt được cho đến nay trong việc chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện và kỷ lục thế giới đã được làm mới một lần nữa.
Làm thế nào để tạo ra hiệu suất 68,9%?

ISE sử dụng một tế bào quang điện mỏng làm bằng gali arsenua và gương dẫn điện có độ phản xạ cao dày vài micromet được áp dụng ở mặt sau của cấu trúc bán dẫn và các thành phần này được chiếu xạ dưới tia laser 858 nanomet.

Gallium arsenide được đặt tên là pin mặt trời III-V do vị trí của nó trong bảng tuần hoàn. Pin GaAs gali arsenua luôn được coi là tế bào quang điện hiệu quả nhất. Hiệu suất chuyển đổi quang điện cực cao của nó cho phép nó được sử dụng trong các ứng dụng không gian. Thường được sử dụng.
Do chi phí sản xuất gali arsenua cao nên các nhà máy quang điện trên mặt đất hiếm khi được sử dụng. "Quang điện toàn cầu" chú ý đến một công nghệ tăng trưởng mới gọi là epitaxy pha hơi hydride động (D-HVPE) do NREL đi tiên phong trong hai năm qua. Việc dân sự hóa chi phí pin gali đã chứng kiến ​​bình minh của hy vọng.

Về nguyên lý phát điện, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu rằng trong tế bào quang điện, ánh sáng được cấu trúc pin hấp thụ sẽ giải phóng các điện tích dương và âm, được dẫn đến mặt sau và mặt trước của các điểm tiếp xúc của pin để tạo ra năng lượng điện. Khi năng lượng của ánh sáng tới cao hơn một chút so với năng lượng vùng cấm vốn có của vật liệu bán dẫn, hiệu ứng quang điện sẽ xảy ra. Do đó, khi một tia laser đơn sắc được sử dụng làm nguồn sáng để phù hợp với vật liệu hợp chất bán dẫn phù hợp, về mặt lý thuyết có thể đạt được hiệu suất cao.
Điều này được hiểu rằng phương pháp màng mỏng này có hai ưu điểm rõ ràng về hiệu quả. Đầu tiên, các photon được thu vào pin và năng lượng của các photon gần vùng cấm được tối đa hóa, trong khi tổn thất truyền dẫn được giảm thiểu, giúp pin hoạt động hiệu quả hơn. Thứ hai, các photon bổ sung được tạo ra bên trong thông qua quá trình tái hợp bức xạ được thu giữ và phục hồi một cách hiệu quả, giúp kéo dài thời gian tồn tại của sóng mang hiệu quả, do đó làm tăng điện áp bổ sung.

Giới thiệu về Viện Fraunhofer-ISE

Fraunhofer-ISE đã tiến hành nghiên cứu tiên tiến trong lĩnh vực quang điện trong 40 năm. Viện đã không ngừng cải thiện hiệu quả của tế bào quang điện thông qua nghiên cứu các loại vật liệu khác nhau và đã có những đóng góp quan trọng trong việc giảm chi phí sản xuất điện mặt trời. Nó hiện có diện tích hơn 1.000 mét vuông. Loại phòng thí nghiệm mới.
Để tiếp tục giảm diện tích và mức sử dụng vật liệu cần thiết cho việc lắp đặt quang điện, Fraunhofer ISE tập trung vào phát điện quang điện xếp chồng lên nhau, vượt qua các giới hạn hiệu quả truyền thống bằng cách kết hợp có chọn lọc các vật liệu tế bào quang điện khác nhau.

Vào tháng 8 năm 2020, tế bào quang điện song song III-V/Si của Fraunhofer-ISE được phát triển trực tiếp trên bề mặt silicon tinh thể đã lập kỷ lục về hiệu suất 25,9%; vào tháng 4 năm 2021, ISE đã phát triển một hệ thống làm từ chất bán dẫn III-V và silicon. Pin nhiều lớp nguyên khối mới đã tạo ra kỷ lục hiệu suất 35,9%.

Hiện tại, các vật liệu mới như perovskite cũng mang đến những cơ hội phát triển mới. ISE hiện tập trung vào việc tối ưu hóa công nghệ tế bào quang điện hứa hẹn nhất để đạt được hiệu quả cao và thúc đẩy sản xuất quang điện nhiều lớp công nghiệp quy mô lớn.

Để tìm hiểu thêm về pin Li-ion, vui lòng tham khảo https://www.junleepower.com/