Amerikanische Wissenschaftler brechen einen neuen Rekord bei der Effizienz von Solarzellen

Vor kurzem haben Forscher des National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums eine Solarzelle entwickelt, die einen Rekordwirkungsgrad von 39,5% unter der globalen Beleuchtungseinheit von 1 Sun erreicht und damit den Weltrekord für die Effizienz von Solarzellen bricht. wurden die Ergebnisse in der Fachzeitschrift "Joule" veröffentlicht.

Laut der Pressemitteilung erfolgte der Umbau unter solarvergleichbaren Lichtverhältnissen. Obwohl der bisherige Rekord für den Wirkungsgrad der experimentellen Solarzelle bei 47,1% lag, muss betont werden, dass dieser Rekord unter extrem konzentriertem Licht erreicht wurde. Der Effizienzrekord von 39,5%, der diesmal erstellt wurde, wurde unter 1 globalen Solarbeleuchtungseinheit erstellt.

"Die neuen Zellen sind effizienter und einfacher zu entwerfen und können in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden, z. B. in Umgebungen, in denen das Licht stark eingeschränkt ist", sagte NREL-Hauptforscher und leitender Wissenschaftler Myles Steiner.

Diese neue Art von Solarzelle basiert auf einer Architektur, die als invertierte metamorphe Multijunction-Zelle (IMM) bezeichnet wird. Es besteht aus drei Komponenten, die als Reaktion auf Licht elektrischen Strom erzeugen. Wichtig ist, dass jeder dieser Verbindungen aus einem anderen Material besteht: Galliumindiumphosphid oben, Galliumarsenid in der Mitte und Galliumindiumarsenid unten. Sie sind in der Lage, eine Vielzahl von Wellenlängen zu absorbieren, so dass die Batterie mehr Energie aus dem gesamten Spektrum einfangen kann.

Darüber hinaus nutzten die Forscher "Quantentöpfe" in der Zwischenschicht, wodurch sie Rekordumwandlungseffizienzen erzielen konnten. Als die Forscher die leitende Schicht zwischen zwei anderen Materialien mit größeren Bandlücken einschränkten, konnten sie die Elektronen in zwei Dimensionen eingrenzen, so dass das Material im Gegenzug mehr Licht einfangen konnte.

Laut einem Bericht von New Atlas enthält die Zwischenschicht solcher Solarzellen bis zu 300 Quantentöpfe, was den Gesamtwirkungsgrad erheblich verbessert. Es sollte jedoch beachtet werden, dass die Herstellung dieser Art von Batterie immer noch teuer ist, was die Branche der erneuerbaren Energien seit geraumer Zeit plagt. Bevor sich diese neue Art von Batterie durchsetzen kann, müssen Forscher die Kosten senken und potenzielle neue Anwendungen finden.