گروهی از محققان آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر، یک سلول خورشیدی با راندمان ۳۹.۵ درصد ایجاد کرده‌اند که بر اساس مطالعه اخیر، رکورد جهانی راندمان سلول‌های خورشیدی را شکسته است.

طبق بیانیه مطبوعاتی، این سلول‌های خورشیدی در آزمایش‌های قبلی تا ۴۷.۱ درصد راندمان داشتند و با استفاده از سلول‌های  متمرکزکننده چند پیوندی در آزمایشگاه ملی انرژی‌های تجدیدپذیر ساخته شده‌ بودند.

سلول خورشیدی همچنین برای  تامین انرژی ماهواره‌های ارتباطی، که از این سلول‌ها تغذیه می‌شوند و نیاز به راندمان بالایی دارند در فضا آزمایش شد. پس از بررسی‌ها دانشمندان متوجه شدند که این سلول بازدهی ۳۴.۲ درصدی دارد. یکی از محققان این پروژه گفت: سلول جدید کارآمدتر است و طراحی ساده تری دارد که ممکن است برای انواع کاربرد‌های جدید مفید باشد.

سلول خورشیدی جدید بر اساس نوعی از معماری معروف به چند پیوندی دگرگونی معکوس، (IMM) ساخته شده است. سلول دارای سه جزء است که در پاسخ به نور جریان الکتریکی تولید می‌کند.

براساس گزارش‌ها، این اتصالات از مواد متفاوتی همچون فسفید گالیوم ایندیم در بالا، گالیوم آرسنید در مرکز، و گالیوم ایندیم آرسنید در پایین ساخته شده اند. از آنجایی که مواد در طول موج‌های مختلف نور تخصص دارند، این به سلول اجازه می‌دهد تا انرژی بیشتری را از کل طیف نور جذب کند.

علاوه بر این، محققان از چاه‌های کوانتومی در لایه میانی استفاده کردند که آن‌ها را قادر ساخت تا به رکورد جدیدی دست یابند. هنگامی که محققان یک لایه رسانا را بین دو ماده دیگر با شکاف باند وسیع‌تر قرار دادند، توانستند الکترون‌ها را در دو بعد محدود کنند که به ماده اجازه می‌دهد در برگشت نور بیشتری جذب کند.

براساس گزارش‌ها،  لایه میانی این سلول خورشیدی از ۳۰۰ چاه کوانتومی تشکیل شده که کارایی کل را تا حد زیادی افزایش می‌دهد. با این حال، باید توجه داشت که تولید این نوع سلول گران است، چیزی که در حال حاضر گریبان گیر صنعت انرژی‌های تجدیدپذیر است. قبل از اینکه سلول جدید گسترده شود، محققان باید هزینه‌ها را کاهش دهند و کاربرد‌های جدید بالقوه را پیدا کنند.

بیشتر بخوانید

• افزایش کارایی سلول‌های خورشیدی با نانوروبان‌های فسفرین