محققان آزمايشگاه ملي انرژي تجديدپذير (NREL) آمريكا ركورد جهاني بازدهي سلولهاي خورشيدي را شكستند. سلول خورشيدي جديد آنها با بازدهي نزديك به 40 درصد، بالاترين بازدهي ثبت شده براي هر نوع سلول خورشيدي در شرايط واقعي را به ثبت رسانده است.
سلول خورشيدي مورد آزمايش آنها در شرايط نوري برابر با نور خورشيد، بازدهي 39.5 درصدي را به ثبت رسانده است. به عنوان مقايسه، تاكنون دانشمندان در آزمايشهاي قبلي خود در زير نورهاي متمركز، ميزان بازدهي برابر با 47 درصد را براي سلولهاي خورشيدي ثبت كرده بودند. اندازهگيري ميزان كارايي آنها در زير نور «شبيه به خورشيد» عملكرد آن در دنياي واقعي را بهتر نشان ميدهد.
كاربرد سلول خورشيدي جديد در صنعت هوافضا
دانشمندان اين پژوهش در سال 2020 با ثبت ركورد 39.2 درصد موفق به ركوردشكني شده بودند و اكنون سلولهاي خورشيدي جديد ركورد قبلي را شكسته است. اين سلول خورشيدي همچنين براي تامين انرژي موردنياز ماهوارهها و فضاپيماها در فضا مورد آزمايش قرار گرفت و در آن شرايط، بازده قابل قبول 34.2 درصدي را به ثبت برساند.
سلول خورشيدي جديد NREL بر اساس معماري معروف به IMM ساخته شده و شامل سه «اتصال» (اجزايي كه با دريافت نور جريان الكتريكي توليد ميكنند) ميشود. هر يك از اين اتصالات از ماده متفاوتي ساخته شده و به طول موجهاي مختلف نور مربوط ميشوند. با اين وجود، سلول خورشيدي به عنوان مجموعهاي از اتصالات، ميتواند از سراسر طيف نور، انرژي بيشتري برداشت كند.
نكته مهم ديگري كه به ثبت اين ركورد كمك كرده، ساخت لايه مياني با «چاه كوانتومي» است. لايه مياني اين سلول خورشيدي حاوي 300 چاه كوانتومي بوده كه نور بيشتري به خود جدب ميكند و در نتيجه كارايي كلي آن را تا حد زيادي افزايش ميدهد.
هرچند دستيابي به چنين پيشرفتي براي فناوري سلولهاي خورشيدي بسيار مهم است، اما تيم تحقيقاتي توضيح ميدهد كه ساخت اين نوع سلول هنوز نسبتا گران است. بنابراين براي كاهش هزينههاي ساخت آن و ارائه قابليتهاي بيشتر، كارهاي بيشتري بايد انجام شود.