国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) の科学者たちは、効率が 50% 近くの太陽電池を製造しました。この6接合太陽電池は現在、集中照明下で測定された47.1%という最高の太陽光変換効率の世界記録を保持しています。同じセルのバリエーションも、1 つの太陽照明下で 39.2% という効率記録を打ち立てています。-
「このデバイスは、多接合太陽電池の並外れた可能性を実際に示しています」と、NREL の高効率結晶質太陽光発電グループの主任科学者であり、記録を樹立したセルに関する新しい論文の主著者であるジョン・ガイズ氏は述べています。-
「143 太陽濃度下で 47.1% の変換効率を備えた 6 つの-接合 III-V 太陽電池」という論文が、雑誌 Nature Energy に掲載されました。 Geisz の共著者は、NREL 科学者の Ryan France、Kevin Schulte、Myles Steiner、Andrew Norman、Harvey Guthrey、Matthew Young、Tao Song、Thomas Morarty です。-
このデバイスを構築するために、NREL の研究者らは、周期表 - 上の位置から、広範囲の光吸収特性を持つ III{0}}V 材料 -- と呼ばれるものを利用しました。-セルの 6 つの接合部 (光活性層) はそれぞれ、太陽スペクトルの特定の部分からの光を捕捉するように特別に設計されています。このデバイスには、これらの接合部の性能をサポートするためにさまざまな III-V 族材料の合計約 140 層が含まれていますが、その幅は人間の髪の毛よりも 3 倍狭いです。 III-V 太陽電池は、その高効率な性質と製造に伴うコストにより、III-V の比類のない性能が高く評価されている人工衛星に電力を供給するために最もよく使用されます。
しかし地球上では、6 接合太陽電池は集光型太陽光発電での使用に非常に適していると、NREL の III-V 多接合グループの共著者で科学者であるライアン フランス氏は述べています。-
「コストを削減する 1 つの方法は、必要な面積を減らすことです。ミラーを使用して光を捉え、光を点に集中させることでそれを実現できます。そうすれば、平板シリコン セルと比較して、材料の 100 分の 1、さらには 1000 分の 1 で済みます。光を集中させることで使用する半導体材料の量が大幅に減ります。さらに、光を集中させると効率が上がるという利点もあります。」と彼は言いました。
フランスは、太陽電池の効率が50%を超える可能性は「実際には非常に達成可能」であるが、熱力学によって課せられる基本的な制限により100%の効率に到達することはできないと述べた。
Geisz氏は、現在、効率50%を超えるための主な研究ハードルは、電流の流れを妨げるセル内の抵抗障壁を減らすことであると述べた。一方で、NREL は III-V 太陽電池のコスト削減にも熱心に取り組んでおり、これらの高効率デバイスの新しい市場を可能にしていると同氏は述べています。
ニュース提供: サイエンス デイリー
転載元: China Nuclear ITG Capita Management Company
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