Установлен рекорд по квантовой эфективности солнечной батареи

Тема у розділі 'Альтернативные источники энергии', створена користувачем Sergey_M, 23 гру 2011.

  1. Sergey_M

    Sergey_M Адміністратор Команда форуму

    Повідомлення:
    7.115
    Симпатії:
    5.865
    Адреса:
    Вінниця
    Опытный образец преобразователя поставил рекорд по одному из важнейших параметров фотоэлектрических ячеек. По мнению разработчиков, эксперимент показывает путь создания солнечных батарей следующего поколения.

    Исследователи из американской Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) построили выдающуюся солнечную батарею (СБ) на базе квантовых точек – полупроводниковых кристаллов размером в несколько нанометров.

    Опытное устройство было составлено из стекла с просветляющим покрытием, тонкого слоя прозрачного проводника, наноструктурированных слоёв оксида цинка и слоя квантовых точек из селенида свинца, дополненного толикой этандитиола и гидразина. Завершало бутерброд тонкое золотое покрытие в качестве верхнего электрода.

    Внешняя и внутренняя квантовая эффективность (QE ) протестированной СБ составили 114% и 130% соответственно.

    Поясним, QE измеряется для определённой частоты падающего света. Внешняя квантовая эффективность определяется как отношение числа генерируемых пар электрон-дырка (практически – фототока на внешних выводах) к числу падающих на СБ фотонов. Внутренняя квантовая эффективность – это отношение числа электронов к числу поглощённых фотонов.

    Поскольку часть падающих на панель фотонов отражается обратно либо поглощается без генерации носителей заряда, внешняя эффективность оказывается ниже внутренней.

    Параметр QE ещё не является общим КПД батареи (отношением выходной электрической мощности к мощности падающего излучения), но он очень важен для итогового результата. Чем выше QE в возможно большем диапазоне частот и чем ниже внутри материала рекомбинация только что созданных зарядов, тем выше суммарный КПД ячейки.

    До сих пор ни одна солнечная батарея не показывала внешнюю квантовую эффективность выше 100% ни на одной частоте падающего света. Так что в NREL совершили настоящий прорыв, добившись того, что каждый упавший на батарею фотон создавал на выходе больше одной пары электрон-дырка.

    Ключом к успеху стал процесс, называемый множественной генерацией экситонов (MEG). До сих пор учёные демонстрировали его в изолированных квантовых точках или их группах, а не в полноценной батарее, выдающей электричество.

    MEG зависит от параметров материала, в частности, от соотношения ширины запрещённой зоны в полупроводнике и энергии падающего фотона. При этом крайне важным оказывается именно размер кристалла.

    Квантовые точки, ограничивая носители заряда в пределах крошечного объёма, могут собирать избыточную энергию, которая иначе терялась бы в виде тепла и, следовательно, способны значительно увеличить эффективность преобразования фотонов, передаёт PhysOrg.com.

    Общий КПД опытной ячейки от NREL в 4,5% не кажется высоким. Но строение данной батареи не было оптимизировано для сбора и передачи фототока, главное было показать рекордную квантовую эффективность выбранного сочетания материалов.

    Солнечные батареи, эксплуатирующие эффект MEG, учёные относят к третьему поколению. Все известные преобразователи солнечной энергии — на основе кремния, теллурида кадмия, селенида меди индия галлия, и даже перспективные многопереходные ячейки с элементами, взятыми из третьего, четвёртого и пятого столбцов Периодической таблицы – это всё СБ первого и второго поколений, утверждает лаборатория.
     

    Вкладення:

    • get_img.jpeg
      get_img.jpeg
      Розмір файлу:
      10,2 КБ
      Переглядів:
      63
    Энки, Voyutichi та Crane подобається це.
  2. Testter

    Testter Бригадир

    Повідомлення:
    691
    Симпатії:
    136
    Адреса:
    Львів
    Слухав якось по радіо передачу про малу академію наук.
    Школярка пропонує використання лінз з водою. Для фільтрації інфрачервоного випромінювання та фокусування решти.

    Цікавий ще момент. При більшому нагріві панелі віддають менше енергії. Це з слів користувачів.
    Наприклад, отут. http://electroavtosam.com.ua/forums/viewtopic.php?p=22200#p22200

    Стаття за жовтень 2012.
    http://infonova.org.ua/technology/o...-20-raziv-efektyvnisha-za-ploski-analohy.html
    [​IMG]
    http://www.kalushfm.com.ua/index.ph...ty-efektyvnist-soniachnykh-batarei-v-20-raziv
     
  3. Dalet

    Dalet Бригадир

    Повідомлення:
    280
    Симпатії:
    133
    Адреса:
    Борисполь
    Да, есть такое. Поли, да в прочем и моно, сейчас, когда бывает прохладно, или после дождя, выстреливает до 125% выработки по установленной мощности. А вот с приходом жары, падает выработка до 80%.
    Измерял как-то температуру панели, более 60гр. было.
     

Поділитися цією сторінкою