Снимка: Fraunhofer ISE
Учени от института Fraunhofer ISE обявиха два нови рекорда за ефективност при тандемните модули от тип III-V. Екипът потвърди, че техният III-V германиев фотоволтаичен модул с ефективност от 34,2% е най-ефективният слънчев модул в света, докато силициевият им вариант от същия тип постига рекордните за своя клас 31,3%.
Немският институт за слънчеви енергийни системи (Fraunhofer ISE) разработи двата тандемни модула, снабдени със слънчеви клетки на базата на полупроводникови съединения от клас III-V (съставени от елементи от III и V група на периодичната таблица).
Технологичен пробив с германий
Първият модул, базиран на германиева основа, постигна ефективност от 34,2%, което го поставя на върха в глобален мащаб. Тандемният модул с площ от 833 cm² е разработен в рамките на проекта „Vorfahrt“. Той използва тройни III-V германиеви клетки, създадени от координатора на проекта Azur Space Solar Power – специалист в многопреходните клетки за космически приложения. Производителят е успял да адаптира технологията си към земния слънчев спектър, позволявайки масово производство във формати, идентични с тези за космическите апарати.
Ефективността е допълнително оптимизирана от експертите по нанотехнологии temicon GmbH. Те са приложили стохастична повърхностна структура върху стъклото чрез метода на нано-отпечатъка (nanoimprinting), което минимизира загубите от отражение на повърхността на модула.
Силициевият хибрид: Баланс между цена и мощност
Институтът обяви и рекордна ефективност от 31,3% за своя III-V силициев фотоволтаичен модул с размери 218 cm². Този успех надгражда предходни постижения на Fraunhofer при силициевите клетки от този клас, където на ниво единична клетка бе достигната ефективност от 36,1%.
Лора Стивънс, ръководител на проекта „Vorfahrt“, обясни, че институтът се фокусира върху замяната на единичните слънчеви клетки с многопреходни структури, тъй като конвенционалните силициеви клетки наближават своя теоретичен физичен лимит от 29,4%.
„Постигнатият световен рекорд с германиевия модул III-V демонстрира огромния потенциал на комбинирането на множество полупроводници“, заявява Стивънс.
Приложения и бъдеще
Андреас Бет, директор на Fraunhofer ISE, подчерта, че и двете тандемни технологии могат да запълнят нишата между достъпните масови панели за покриви и скъпите, високопроизводителни космически клетки.
III-V върху силиций: По-достъпният вариант за широка употреба.
III-V върху германий: Високоефективна алтернатива за места с ограничено пространство.
И двата пътя са ключови за интегрираните фотоволтаични приложения (VIPV), където всеки квадратен сантиметър е от значение. Припомняме, че през изминалата година Fraunhofer постигна и впечатляващите 40% ефективност за лабораторна III-V клетка, базирана на индиево-галиев фосфид.