Tấm năng lượng mặt trời hiệu quả

Người giữ kỷ lục về hiệu quả giữa các tấm pin mặt trời, một trong những cách này hay cách khác có sẵn trên thị trường hiện nay, là các tấm pin mặt trời dựa trên pin mặt trời đa lớp được phát triển bởi Viện Hệ thống năng lượng mặt trời Fraunhofer ở Đức. Từ năm 2005, Soitec đã tham gia vào việc thực hiện thương mại của họ.

Kích thước của các tế bào quang điện không vượt quá 4 milimet và tập trung ánh sáng mặt trời vào chúng bằng cách sử dụng các thấu kính hội tụ phụ trợ, nhờ đó ánh sáng mặt trời bão hòa được chuyển thành điện với hiệu suất đạt 47%.

Pin chứa bốn điểm nối pn để bốn liên kết quang khác nhau có thể nhận và chuyển đổi bức xạ một cách hiệu quả với bước sóng cụ thể từ ánh sáng mặt trời tập trung 297,3 lần trong phạm vi bước sóng từ hồng ngoại đến tử ngoại.

Các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Frank Dimirot, ban đầu tự đặt cho mình nhiệm vụ phát triển một tinh thể đa lớp, và một giải pháp đã được tìm thấy - họ đã tạo ra các chất nền để phát triển, và kết quả là một tinh thể thu được với các lớp bán dẫn khác nhau, với bốn lớp quang điện.

Quá trình phát triển hóa ra phức tạp hơn so với trường hợp sản xuất pin silicon truyền thống, nhưng hiệu suất của pin mới đã tăng gấp đôi. Ngoài ra, chi phí tạo ra một hệ thống với một hub thấp hơn so với khi tạo tấm pin mặt trời thông thường.

Pin mặt trời đa lớp từ lâu đã được sử dụng trên tàu vũ trụ, nhưng bây giờ các trạm năng lượng mặt trời đã được phóng trên cơ sở tại 18 quốc gia. Điều này được thực hiện bằng cách cải thiện và giảm chi phí công nghệ. Do đó, số lượng các quốc gia được trang bị các trạm năng lượng mặt trời mới sẽ tăng lên và có xu hướng cạnh tranh trên thị trường các tấm pin mặt trời công nghiệp.

Ở vị trí thứ hai là các tấm pin mặt trời dựa trên pin mặt trời Sharp ba lớp, hiệu suất đạt tới 44,4%. Indium gallium phosphide là lớp đầu tiên của tế bào quang điện, gallium arsenide là lớp thứ hai, indium gallium arsenide là lớp thứ ba. Ba lớp được phân tách bằng một lớp điện môi, phục vụ để đạt được hiệu ứng đường hầm.

Nồng độ ánh sáng trên tế bào quang điện đạt được nhờ vào thấu kính Fresnel, như với các nhà phát triển Đức, ánh sáng của mặt trời tập trung 302 lần và được chuyển đổi bằng tế bào quang bán dẫn ba lớp.

Nghiên cứu về sự phát triển của công nghệ này đã được Sharp thực hiện liên tục từ năm 2003 với sự hỗ trợ của NEDO, một tổ chức hành chính công của Nhật Bản nhằm thúc đẩy nghiên cứu và phát triển, cũng như phổ biến các công nghệ công nghiệp, năng lượng và môi trường. Năm 2013, Sharp đạt kỷ lục 44,4%.

Hai năm trước Sharp, vào năm 2011, công ty Solar Junction của Mỹ đã phát hành loại pin tương tự, nhưng với hiệu suất 43,5%, các yếu tố có kích thước 5 x 5 mm, và tiêu điểm cũng được thực hiện với ống kính, tập trung ánh sáng của mặt trời 400 lần. Các pin mặt trời có ba điểm dựa trên Germanium, và nhóm thậm chí đã lên kế hoạch tạo ra các pin mặt trời năm và sáu ngã ba để thu được quang phổ tốt hơn. Nghiên cứu đang được thực hiện bởi công ty cho đến ngày nay.

Do đó, pin năng lượng mặt trời được sản xuất kết hợp với các bộ tập trung, như chúng ta thấy, được sản xuất ở châu Âu, châu Á và châu Mỹ, có hiệu suất cao nhất. Nhưng những pin này chủ yếu được sản xuất để xây dựng các nhà máy năng lượng mặt trời trên mặt đất quy mô lớn và để cung cấp năng lượng hiệu quả cho tàu vũ trụ.

Gần đây, một kỷ lục đã được thiết lập trong lĩnh vực tấm pin mặt trời tiêu dùng thông thường, có sẵn cho hầu hết những người muốn cung cấp chúng, ví dụ, mái nhà.

Vào giữa mùa thu năm 2015, công ty Ilona Mask SolarCity đã giới thiệu các tấm pin mặt trời tiêu dùng hiệu quả nhất, hiệu suất vượt quá 22%.

Chỉ số này được xác nhận bằng các phép đo của phòng thí nghiệm Trung tâm kiểm tra năng lượng tái tạo. Nhà máy Buffalo đã đặt ra một kế hoạch sản xuất cho mỗi ngày - từ 9 đến 10 nghìn tấm pin mặt trời, những đặc điểm chính xác chưa được báo cáo. Công ty đã có kế hoạch cung cấp ít nhất 200.000 ngôi nhà với pin hàng năm.

Thực tế là quy trình công nghệ được tối ưu hóa cho phép công ty giảm đáng kể chi phí sản xuất, đồng thời tăng hiệu quả gấp 2 lần so với các tấm pin mặt trời silicon tiêu dùng rộng rãi. Musk chắc chắn rằng đó là tấm pin mặt trời của ông sẽ được các chủ nhà ưa chuộng nhất trong tương lai gần.

Xem thêm về chủ đề này:5 tấm pin mặt trời khác thường của tương lai

Comments

[#1 Victoria]

Tất cả đều giống nhau, hiện tại đây là một sản xuất công nghệ cao và tốn kém để nói về lợi ích thực sự của môi trường và sự độc lập với dầu, nhưng vẫn là một bước tiến tốt.