Die Photovoltaik-Energiebranche entwickelt seit einiger Zeit optimale Innovationen, um eine höhere Effizienz bei der Gewinnung und Umwandlung von Strom als bisher zu erreichen. In diesem Sinne findet eine der neuesten, in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlichten Studien eine anwendbare Lösung Solarpanel, das quantenphysikalische Rekorde bricht.
Welche neue Studie bricht den Energieeffizienzrekord?
Die Nachricht kommt aus den Vereinigten Staaten, wo ein Team von Wissenschaftlern der Lehigh University in Pennsylvania eine Formulierung entwickelt hat, die neue chemische Elemente kombiniert, um eine höhere Energieeffizienz als bisher zu bieten.
Das in angegebene Ergebnis ein Quantenmaterial mit Multiple Exciton Generation (MEG) das als aktive Schicht in einer Solarzellenvorrichtung integriert war und eine Absorption von 80 % und eine hohe Rate an photoangeregten Ladungsträgern bot.
Das erhaltene theoretische Ergebnis ergibt einen Stromumwandlungswirkungsgrad von bis zu 63 % im Vergleich zu dem, der in neuesten wissenschaftlichen Studien mit anderen Elementen wie Perowskit erreicht wurde, der mit 37 % einen Rekordwert erreichte.
Das Es bedeutet einen großen Fortschritt gegenüber den aktuellen Zahlenwobei berücksichtigt wurde, dass die Nutzung der extremen Quanteneffizienz (EQE), also der Fähigkeit von Photovoltaikzellen, Photonen in nutzbare Elektronen umzuwandeln, 100 % erreicht hatte.
Diese Daten bedeuten, dass jedes Photon ein nutzbares Elektron hervorbrachte. Bei diesem Test erreichte der EQE jedoch Werte von 110 % und 190 % innerhalb eines breiten Spektrums von Sonnenwellen, einschließlich des nahen Infrarot- und sichtbaren Lichtspektrums.
Wie wurden diese wünschenswerten Ergebnisse für das nächste Solarpanel erzielt?
Die in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichte Forschung bestätigt, dass der vom wissenschaftlichen Team formulierte Prototyp der Fall ist erreicht eine höhere Photovoltaik-Absorption von 80 % um es in einem Solarpanel in Strom umzuwandeln.
Darüber hinaus übertrifft der erreichte EQE-Rekord die theoretische Shockley-Queisser-Effizienzgrenze, die für die Messung von Materialien auf Siliziumbasis vorgesehen ist. Der große Effizienzsprung ist durch die Zwischenbandzustände gegeben.
Auf diese Weise diese Zustände ermöglichen die Aufnahme einer größeren Energiemenge aus den Photonen die das herkömmliche Solarpanel in der Regel durch Reflexion oder Wärmeentwicklung verliert.
Das neue Material kombiniert Germanium (Ge), Selen (Se) und Zinnsulfid (Sns) mit nullwertigen Kupferatomen (Cu), die zwischen den Schichten des Materials eingefügt sind. Es handelt sich um ein zweidimensionales zweidimensionales Van-der-Waals-Molekül (vdW), das eine planare Kristallkonfiguration aufweist, die durch Ionenbindungen verbunden ist.
Das CuxGeSe/SnS-Material ist in Form einer dünnen Schicht konzipiert und vertikal gestapelt, um die Energiegewinnung zu fördern. Ebenso kann die Dicke der aktiven Schicht erhöht werden, wodurch eine höhere optische Aktivität und ein größerer EQE erreicht werden Wellenlängen von 600 bis 1.200 nm.
Vielversprechende Zukunft für Solarmodule
Die Erzielung einer elektrischen Umwandlung von 63 % in einem Solarpanel mit neuen Technologien ist ein historischer Meilenstein für den Sektor der erneuerbaren Energien, der die Aussichten für Energieeffizienz auf dem Weg zur völligen Autarkie völlig verändern kann.
Das Forscherteam betont, wie wichtig es ist, die Arbeit fortzusetzen und mit der Industrie zusammenzuarbeiten, um die EQE zu verbessern. Mittlerweile sind bereits Transformationen auf der Ebene der Solarmodule zu beobachten strukturiertere Formen, die Energieverluste aufgrund von Reflexion minimieren.
Darüber hinaus sehen sie Erfolge bei der Herstellung mehrschichtiger Designs mit größerer Solarsammelkapazität, beispielsweise solchen, die Halbleiter oder Perowskit einführen. Optimieren Sie ebenso die interne Quanteneffizienz eines Solarmoduls, um Energieverluste auf seiner Vorderseite zu vermeiden.
Eines der Mitglieder des Teams, Chinedu Ekuma, bestätigte, dass diese Entdeckung einen transzendentalen Schritt für die Menschheit darstellt Optimierung erneuerbarer Energien und bietet insbesondere eine neue Technologie für das herkömmliche Solarpanel an, um eine höhere Effizienz auf dem Weg zur Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu erreichen.
