34.2%! Новый рекорд эффективности тандемных фотоэлектрических модулей, подходящий для космического использования
Недавно исследователи из Фраунгоферовского института систем солнечной энергетики (Fraunhofer ISE) в Германии объявили о двух новых рекордах эффективности тандемных фотоэлектрических модулей.
Оба достижения основаны на полупроводниковых материалах III-V групп, полученных из элементов III и V групп периодической таблицы Менделеева, которые известны своей высокой эффективностью преобразования.
По данным исследователей, один германиевый модуль III-V типа достиг КПД в 34,2%, что делает его самым эффективным модулем в мире.
Этот модуль площадью 833 см2 является частью проекта Фраунгофера “Vorfahrt”, целью которого является разработка экономичных солнечных элементов III-V типа. Эти элементы обычно используются в таких областях применения, как транспортные средства, самолеты и космическая техника, где затраты, как правило, выше.
Модуль был сконструирован координатором проекта Azur Space Solar Power GmbH с использованием германиевых элементов с тройным переходом III-V, оптимизированных для земного солнечного спектра. Партнер проекта компания temicon GmbH еще больше повысила эффективность модуля, применив технологию наноимпринта на поверхности стекла, что позволило снизить потери на отражение.
Компания Fraunhofer ISE заявила, что второй рекорд был достигнут благодаря кремниевому фотоэлектрическому модулю III-V, который достиг КПД 31,3%, установив рекорд в своей категории.
Этот модуль основан на рекорде 36,1% III-V кремниевых солнечных элементов, достигнутом несколько лет назад. В рамках исследовательского проекта Fraunhofer “Mod30plus”, направленного на разработку III-V/кремниевых модулей с КПД не менее 30%, ученые изготовили эти солнечные элементы в небольших масштабах и адаптировали их для подключения с использованием технологии shingling. В конечном итоге это привело к созданию модуля площадью 218 см2 с КПД 31,3%.
Андреас Бетт (Andreas Bett), директор Fraunhofer ISE, прокомментировал: “Обе тандемные фотоэлектрические технологии способны заполнить пробел в области применения между традиционными, экономичными наземными системами и системами на крыше, а также высокопроизводительными, но более дорогими космическими солнечными батареями. III-V в сочетании с кремнием представляет собой более экономичный вариант, в то время как III-V с германием предлагает несколько более эффективную альтернативу. Оба технологических направления привлекательны для интегрированных фотоэлектрических систем, где пространство ограничено.”
Традиционные кремниевые солнечные элементы теоретически имеют максимальный КПД 29,4%, в то время как коммерчески доступные модули в среднем достигают КПД 24%.
