Wysokowydajne cienkowarstwowe ogniwo słoneczne od Mitsubishi

Wysokowydajne cienkowarstwowe ogniwo słoneczne od Mitsubishi

16 lutego korporacja Mitsubishi Electric poinformowała, że zbudowała cienkowarstwowe, krzemowe ogniwo słoneczne o niespotykanej sprawności wynoszącej 14.8%. Wynik ten został osiągnięty z użyciem elementu o wymiarach 5x5mm. Współczynnik sprawności określa jaka część energii słonecznej dostarczonej do ogniwa jest przekształcana na energię elektryczną. Im wyższy, tym lepiej.

Ogniwo Mitsubishi Electric posiada strukturę trzywarstwową, dzięki której jest w stanie wykorzystać większość spektrum promieni słonecznych, co pozwala mu osiągać wysoką wydajność.

W chwili obecnej krystaliczny krzem jest powszechnie stosowany do budowy ogniw słonecznych. Ze względu na stosunkowo wysoką wydajność, moduły zbudowane z tego materiału znajdują szerokie zastosowanie, szczególnie w przypadku ograniczonych powierzchni, jak dachy budynków. Ceny takich modułów charakteryzują się znaczną płynnością, zależnie od rynkowego popytu na krzem.

Ogniwa cienkowarstwowe zdobywają jednak coraz większą popularność, ponieważ do ich konstrukcji wymagane jest zastosowanie stukrotnie mniejszej ilości czystego krzemu niż w przypadku ogniw konwencjonalnych. Stanowi to oszczędność materiału, ale przede wszystkim redukuje koszty. Takie elementy mają również podstawową wadę: ich sprawność jest niższa niż tradycyjnych.

Niższa sprawność ogniw cienkowarstwowych rekompensowana jest niższymi kosztami, które generują szczególnie duże korzyści w średnich i dużych systemach fotowoltaicznych, jak elektrownie słoneczne i przemysłowe instalacje solarne. Z tego względu w najbliższych latach spodziewany jest szybki rozwój ogniw cienkowarstwowych i wzrost ich wydajności.

Wielowęzłowe warstwy są metodą podwyższenia sprawności ogniw cienkowarstwowych. Każda z warstw absorbuje światło o różnej długości fali. Trudne jest jednak dobranie odpowiednich charakterystyk poszczególnych warstw, dlatego dzisiejsze ogniwa posiadają jedną lub dwie takie warstwy.

Firma Mitsubishi Electric dokonała jednak przełomu budując ogniwo o sprawności wynoszącej 14.8% z wykorzystaniem trzech warstw, z których pierwsza pochłania fale krótkie, a trzecia – długie. Umożliwia to elementowi wykorzystanie szerokiego spektrum promieni słonecznych, od światła widzialnego po podczerwień.

Mitsubishi planuje dalsze badania i rozwój, których celem jest podwyższenie wydajności ogniwa cienkowarstwowego przez poprawienie struktury ogniwa, zastosowanych materiałów i technologii wytwarzania oraz innych czynników.

(bj)