39,5% - нов абсолютен рекорд за КПД на фотоволтаична клетка

Изследователи от Националната лаборатория за възобновяема енергия на САЩ са постигнали близо 40% КПД - най-високата ефективност за  слънчева клетка в реални условия в сравнение със всички известни към днешен ден слънчеви елементи. Рекордът е постигнат благодарение на уникалната архитектура на новата клетка и чрез използването на квантови кладенци.

Фотоволтаичната клетка, върху която работи екипът на NREL, се базира на архитектурата на инвертирани метаморфни многопреходни елементи (IMM), в които има три прехода, които генерират електрическа енергия под въздействието на светлината. Преходите са между различни елементи, като новата фотоволтаична клетка е съставена от три слоя - отгоре индиево-галиев  фосфид, в средата е от галиев арсенид, а най-отдолу е слоят от индий-галиев арсенид. По този начин се обхваща светлина с различна дължина на вълната и по този начин се генерира повече енергия.

Другата нова технология, използвана в тези елементи са квантовите кладенци в средния слой. Проводящият слой е поставен между две вещества с по-висока енергийна бариера, удържа електроните само в две измерения, което дава възможност на този материал да поглъща повече светлина. Средният слой на тази фотоволтаична клетка има около 300 квантови кладенеца, които значително повишават общата ефективност.

В крайна сметка новият слънчев елемент преобразува слънчевата светлина в електричество с коефициент на полезно действие 39,5%. Досега рекордът в това отношение бе на ниво 23,6%