Внутренняя фотоэлектрическая эффективность достигает 40% эффективности

Исследователи Fraunhofer ISE разработали солнечные элементы на основе фосфида галлия и типа N, которые достигают исключительно высокой эффективности даже в плохо распространенных условиях освещения

Не только под свинг -солнцем. Фотоэлектрические ячейки нового поколения предназначены для того, чтобы быть полезными даже в закрытых средах, где единственный доступный свет является широко распространенным или искусственным. Мы на самом деле говорим о точной подкатегории солнечной технологии: внутренней или внутренней фотоэлектрической фотоэлектрической карты, «исторического» сегмента, сегодня в центре нового внимания миром исследований.

Последним в порядке времени, полученные Институтом солнечных энергетических систем Fraunhofer ISE в Германии. Здесь группа исследователей, объединяя результаты нескольких научных проектов вместе, создала внутреннюю солнечную батарею с эффективностью конверсии 40%.

Как работает интерьер фотоэлектрический работа?

В отличие от обычных модулей и ячеек, которые используют солнечное излучение до 1000 Вт/м2, крытая фотоэлектрическая фотоэлектрика может эффективно работать в значительно низких условиях освещения; Как правило, он варьируется от нескольких миллионов на квадратный метр до 1-2 Вт/м2.

Очевидно, что меньше энергии инцидента, меньше, чем производство будет. Тем не менее, технология оказывается важной для генерации энергии в электронных устройствах с низким потреблением. Эти клетки могут на самом деле разрешить автономное функционирование беспроводных датчиков и других интеллектуальных устройств эфира вещей (IoT), эффективно превращая экологический или искусственный свет в электричество. И, таким образом, предлагая несколько преимуществ для применений, в которых замена батареи или проводного источника питания слишком дороги или не являются практически возможными вариантами.

Внутренний фотоэлектрический

В этой области несколько регулируемых технологий полосовой зоны достигли высокой эффективности конверсии, таких как пероскит. Жаль, что на практике не хватает долгосрочной стабильности.

Работа Fraunhofer ISE точно подходит на этом уровне. Команда разработала солнечные и долговечные внутренние клетки, основанные на полупроводниках III-V. Чтобы быть точным, ученые сосредоточились на Gallio и Indio Phosphide (GAINP), который имеет практически оптимальную полосу отдела 1,9 эВ для помещений.

Динамика носителей заряда в gainP типа n -типа

В своем исследовании они изучили динамику электронов и пробелов в приросте типа N в условиях низкой инъекции «Избыточные перевозчики заряда»Полем Что это значит низкая инъекция носителей? То, что концентрация электронов-подвесных паров, генерируемых светом, поэтому до избыточных заряженных носителей-ниже концентрации мажоритарных погрузчиков, уже присутствующих в полупроводниках наркомана.

Подробно в полупроводнике типа N, свободные электроны являются большинством носителей и пробелов меньшинств. В полупроводнике типа P, наоборот.

«Мы обнаружили, что конкретный тип солнечного элемента, клетка типа N, обеспечивает значительно лучшую производительность, чем вариант лекарственного средства с P», объясняет Мальте Клицке, главный автор исследования и исследователь Fraunhofer Ise. «Клетки усиливания типа N сохраняют погрузчики дольше и имеют лучшие показатели, даже в условиях низкого освещения. По этой причине в наших экспериментах нам удалось достичь очень высокой эффективности в преобразовании внутреннего электрического света».

Чтобы быть точным, материал типа N показал срок службы носителей меньшинств два порядка наибольшей величины в условиях низкого освещения благодаря значительному снижению нерадиативной рекомбинации.

Результаты

После тестирования фотоэлектрическое из внутренних гетерогиодов на основе задних гетероги, основанных на усилении типа N, сохранила плотность более высоких избыточных зарядов. Это привело к факторам заполнения (FF) и напряженности открытого округа (VOC) выше, чем гомогические ячейки, которые используют поглотитель типа P.

При 100 Lux — очень низкий уровень освещения — ячейка Fraunhofer ISE показала ЛОС 242 мВ и эффективность 37,5%. Чтобы достичь до 41,4% до 1000 люкс.

Исследование было опубликовано в журнале Applied Physics Letters (английский текст).