Một số tế bào pin mặt trời tốt nhất gần đây dựa trên kiến ​​trúc đa chức năng biến chất ngược (IMM) được phát minh tại NREL. Pin mặt trời IMM ba điểm tiếp giáp mới được cải tiến giúp nâng cao hiệu suất của pin mặt trời thử nghiệm. Sự cải thiện về hiệu suất sau khi nghiên cứu về pin mặt trời “giếng lượng tử”, sử dụng nhiều lớp rất mỏng để sửa đổi các đặc tính của pin. Các nhà khoa học đã phát triển một tế bào năng lượng mặt trời giếng lượng tử với hiệu suất chưa từng có và triển khai nó thành một thiết bị có ba điểm nối với các dải phổ khác nhau, trong đó mỗi điểm nối được điều chỉnh để thu nhận và sử dụng một dải khác nhau của quang phổ mặt trời.

Các vật liệu được đặt tên "III-V" tùy theo vị trí của chúng trong bảng tuần hoàn, được lựa chọn để hướng đến các phần khác nhau của quang phổ mặt trời. Điểm tiếp giáp trên cùng được làm bằng gali indium phosphide (GaInP), giữa gali arsenide (GaAs) với các giếng lượng tử, và lớp đáy là gallium indium arsenide (GaInAs). Mỗi vật liệu đã được tối ưu hóa qua nhiều thập kỷ nghiên cứu.

Các nhà khoa học đã sử dụng các giếng lượng tử ở lớp giữa để mở rộng dải phổ của tế bào GaAs và tăng lượng ánh sáng mà tế bào (cell pin) có thể hấp thụ. Điều quan trọng là các nhà khoa học đã phát triển các thiết bị giếng lượng tử dày về mặt quang học mà không bị mất điện áp lớn. Họ cũng đã học cách ủ tế bào trên cùng từ GaInP để cải thiện hiệu suất của nó.

Tế bào III-V được biết đến với hiệu suất cao, nhưng quy trình sản xuất truyền thống rất tốn kém. Cho đến nay, tế bào III-V đã được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các ứng dụng như vệ tinh, máy bay không người lái và các ứng dụng thích hợp khác. Các nhà nghiên cứu tại NREL đã và đang làm việc để giảm đáng kể chi phí sản xuất của tế bào III-V và cung cấp các thiết kế tế bào thay thế, điều này sẽ làm cho các tế bào pin này trở nên kinh tế cho nhiều ứng dụng mới. Thiết kế hiện tại của tế bào phù hợp với môi trường bức xạ thấp và các ứng dụng bức xạ cao hơn có thể được kích hoạt bằng cách phát triển thêm cấu trúc tế bào. Chi tiết tham khảo tại:

Ryan M. France, John F. Geisz, Tao Song, Waldo Olavarria, Michelle Young, Alan Kibbler, Myles A. Steiner. Triple-junction solar cells with 39.5% terrestrial and 34.2% space efficiency enabled by thick quantum well superlattices. Joule, 2022; 6 (5): 1121 DOI: 10.1016/j.joule.2022.04.024

(Sưu tầm)
VIỆN IMC
Tòa nhà IMC Tower, Số 176 Trường Chinh, Phường Khương
Thượng, Quận Đống Đa, Thành phố Hà Nội, Việt Nam
Tel/Fax : (+84) 24 3566 6232 / 24 3566 6234
Email: contact@imc.org.vn   Website: https://imc.org.vn