Foinse: solarindustrymag.com
Taighdeoirí ag an Roinn Fuinnimh SAMAn tSaotharlann Náisiúnta um Fhuinneamh In-athnuaite(NREL) tá grianchill cruthaithe ag a bhfuil éifeachtacht 39.5 faoin gcéad níos mó ná riamh faoi 1-soilsiú domhanda gréine. Is é seo an chill gréine is airde éifeachtúlachta d'aon chineál, tomhaiste ag baint úsáide as 1-dálaí caighdeánacha gréine.
"Tá an ceall nua níos éifeachtaí agus tá dearadh níos simplí aige a d'fhéadfadh a bheith úsáideach le haghaidh éagsúlacht na n-iarratas nua, mar shampla iarratais an-srianta limistéir nó iarratais spáis íseal-radaíochta," a deir Myles Steiner, eolaí sinsearach in Ard-Éifeachtúlacht NREL. Fótavoltach Criostalach (PV) Grúpa agus príomhimscrúdaitheoir ar an tionscadal. D’oibrigh sé in éineacht le comhghleacaithe NREL Ryan France, John Geisz, Tao Song, Waldo Olavarria, Michelle Young agus Alan Kibbler.
Tá sonraí na forbartha leagtha amach sa pháipéar "Cealla gréine triple-acomhal le 39.5 faoin gcéad trastíre agus éifeachtacht spáis 34.2 faoin gcéad cumasaithe ag superlattices tobair chandamach tiubh," atá le feiceáil in eagrán na Bealtaine den iris Joule.
Shocraigh eolaithe NREL taifead roimhe seo i 2020 le cill gréine sé-acomhal éifeachtach 39.2 faoin gcéad ag baint úsáide as ábhair III-V.
Tá roinnt de na cealla gréine is fearr le déanaí bunaithe ar an ailtireacht meiteamorfach il-acomhal inbhéartaithe (IMM) a ceapadh ag NREL. Tá an chill gréine IMM trí-acomhal nua-fheabhsaithe seo curtha leis an gCairt Éifeachtúlachta Taighde-Ceall is Fearr anois. Áiríonn an chairt, a léiríonn rath na gcealla gréine turgnamhacha, an taifead IMM trí-acomhal roimhe seo de 37.9 faoin gcéad a bunaíodh i 2013 ag Sharp Corporation of Japan.
Tháinig feabhas ar éifeachtúlacht tar éis taighde a dhéanamh ar chealla gréine “quantum well”, a úsáideann go leor sraitheanna an-tanaí chun airíonna cealla gréine a mhodhnú. D'fhorbair na heolaithe cill gréine tobair chandamach le feidhmíocht gan fasach agus chuir siad i bhfeidhm é i bhfeiste le trí acomhal le bandáilí éagsúla, áit a bhfuil gach acomhal tiúnta chun slice difriúil den speictream gréine a ghabháil agus a úsáid.
Cuimsíonn na hábhair III-V, a ainmnítear mar sin mar gheall ar an áit a dtagann siad ar an tábla peiriadach, raon leathan de bhearnaí fuinnimh a ligeann dóibh díriú ar chodanna éagsúla den speictream gréine. Tá an t-acomhal barr déanta as fosfíd indium ghailliam (GaInP), lár arsainíd ghailliam (GaAs) le toibreacha chandamach, agus bun arsainíd indium ghailliam (GaInAs) nach bhfuil comhoiriúnach leis an laitíse. Tá an-uasmhéadú déanta ar gach ábhar thar na blianta taighde.
"Is príomhghné é, cé gur ábhar den scoth é GaAs agus a úsáidtear go ginearálta i gcealla il-acomhal III-V, níl an bandgap ceart go leor aige le haghaidh cille trí acomhal, rud a chiallaíonn nach bhfuil cothromaíocht fótashruthanna idir na trí chealla optamach. ,” a dúirt an Fhrainc, eolaí sinsearach agus dearthóir ceall. "Anseo, táimid tar éis an bandgap a mhodhnú agus cáilíocht ábhar den scoth á chothabháil againn trí úsáid a bhaint as toibreacha chandamach, a chuireann ar chumas an fheiste seo agus feidhmchláir eile a d'fhéadfadh a bheith ann."
Bhain na heolaithe úsáid as toibreacha chandamach sa chiseal lár chun bandgap na cille GaAs a leathnú agus chun an méid solais is féidir leis an gcill a ionsú a mhéadú. Rud atá tábhachtach, d'fhorbair siad gléasanna tobair chandamach tiubh go optúil gan mórchaillteanas voltais. D'fhoghlaim siad freisin conas barrchille GaInP a neamhniú le linn an phróisis fáis chun a feidhmíocht a fheabhsú agus conas an dlús díláithrithe snáithithe i GaInAanna nach bhfuil aon chomhoiriúnú sa laitíse a laghdú, a pléadh i bhfoilseacháin ar leith. San iomlán, cuireann na trí ábhar seo an dearadh cille núíosach ar an eolas.
Tá cealla III-V ar eolas mar gheall ar a n-éifeachtacht ard, ach tá an próiseas déantúsaíochta costasach go traidisiúnta. Go dtí seo, baineadh úsáid as cealla III-V chun feidhmeanna a chumhachtú mar shatailítí spáis, aerfheithiclí gan fhoireann agus feidhmchláir nideoige eile. Tá taighdeoirí ag NREL ag obair i dtreo costas déantúsaíochta na gceall III-V a laghdú go suntasach agus ag soláthar dearaí cille malartacha, rud a fhágfaidh go mbeidh na cealla seo eacnamaíoch le haghaidh éagsúlacht feidhmeanna nua.
Rinneadh tástáil ar an gcill III-V nua freisin maidir le cé chomh héifeachtach agus a bheadh sé in iarratais spáis, go háirithe do shatailítí cumarsáide, atá faoi thiomáint ag cealla gréine agus a bhfuil ard-éifeachtúlacht cille ríthábhachtach dóibh agus tháinig sé isteach ag 34.2 faoin gcéad le haghaidh tús-de-. tomhas beatha. Tá dearadh reatha na cille oiriúnach do thimpeallachtaí íseal-radaíochta, agus féadfar iarratais radaíochta níos airde a chumasú trí fhorbairt bhreise a dhéanamh ar an struchtúr cille.
Is é NREL príomhshaotharlann náisiúnta na Roinne Fuinnimh de chuid na SA um fhuinneamh in-athnuaite agus taighde agus forbairt éifeachtúlachta fuinnimh. Tá NREL á fheidhmiú don Roinn Fuinnimh ag an Alliance for Sustainable Energy LLC.
