Connect with us

Năng lượng

Pin mặt trời đang trên đà đạt 50% sản lượng

Published

on

Các nhà khoa học đang nghiên cứu để chế tạo pin mặt trời nhiều lớp hiệu quả hơn. Richard Stevenson điều tra lý do tại sao chúng có nhiều khả năng đạt được trong không gian hơn là trên Trái đất. Các tấm pin mặt trời thương mại, được làm từ silicon, thường đạt năng suất 20%, xác định lượng điện năng có thể được tích lũy từ các mái nhà và trang trại năng lượng mặt trời. Trong trường hợp có vệ tinh, chức năng xác định kích thước ngoài trọng lượng của các tấm pin mặt trời được sử dụng để cung cấp năng lượng cho tàu, bao gồm ảnh hưởng đáng kể đến chi phí sản xuất và phóng.

Người ta đang muốn sử dụng một vật liệu ngăn chặn tất cả ánh sáng của Mặt trời, từ chùm tia năng lượng cao trong tia cực tím, xuyên qua vùng có thể quan sát được, cũng như bên ngoài đến các bước sóng rất dài của tia hồng ngoại, để tạo ra một đơn vị thực sự hiệu quả. Một tế bào làm từ Telluride thủy ngân, biến đổi hầu như tất cả các photon tới của Mặt trời thành các electron tạo ra dòng điện, có thể là kết quả cuối cùng của chiến lược này. Tuy nhiên, có một chi phí đáng kể: mỗi photon bị chất này hấp thụ chứa một lượng điện không đáng kể, có nghĩa là sản lượng điện của thiết bị sẽ chịu đựng được nhiều hơn.

Một cách tiếp cận an toàn hơn là chọn chất bán dẫn có cấu hình hấp thụ cân bằng giữa năng lượng tạo ra bởi mọi photon được ghi lại với tỷ lệ mặt trời được tế bào hấp thụ. Gali arsenide là một chất tồn tại trong điểm ngọt này (GaAs). GaAs từ lâu đã là một trong những sản phẩm tiên quyết để thiết kế pin mặt trời hiệu suất cao. Nó thường được sử dụng trong điện thoại thông minh để tăng tín hiệu tần số vô tuyến và tạo ra ánh sáng laser để nhận dạng khuôn mặt. Tuy nhiên, những tế bào này không hoàn hảo; ngay cả sau khi loại bỏ các sai sót vật liệu làm giảm hiệu suất, các pin mặt trời GaAs tốt nhất vẫn không đạt được hiệu suất trên 25%.
Việc xếp chồng các chất bán dẫn khác nhau với chất bán dẫn khác và cố tình chọn ra một hỗn hợp có thể thu được hiệu quả sản xuất của Mặt trời sẽ mang lại nhiều lợi thế hơn. Theo thời gian, hiệu suất của pin mặt trời đã được cải thiện, cũng như số lượng lớp hấp thụ ánh sáng, trong quá trình đặc biệt khó khăn này. Cấu trúc của bốn lớp hấp thụ trước đây vẫn giữ nguyên tiêu đề này, nhưng các nhà nghiên cứu Hoa Kỳ đã phát hiện ra rằng sáu là một “điểm ngọt tự nhiên”, theo John Geisz, nhà tiên phong của nhân viên.

Thật không dễ dàng để đạt được cho đến nay vì việc sản xuất các khuôn khổ nhiều lớp từ các vật liệu khác nhau là một điều không hề dễ dàng. Epitaxy, một phương pháp do vật liệu được tăng một lớp nguyên tử vào thời điểm hiện tại trên chất nền tinh thể, được sử dụng để chế tạo pin mặt trời hiệu suất cao. Chỉ miễn là khoảng cách nguyên tử của mỗi vật liệu bên trong đống là cực kỳ gần nhau thì sự phát triển biểu mô sẽ cung cấp các khung tinh thể chất lượng cao cần thiết cho một điện thoại di động năng lượng mặt trời hiệu quả. Căn bệnh này, được xác định là khớp mạng, giới hạn phạm vi hàng hóa có thể được sử dụng; Chẳng hạn, silicon không thể được sử dụng vì nó thiếu một họ các hợp kim có khoảng cách nguyên tử bằng nhau.

Continue Reading

© 2021