Technika

A világ legmagasabb konverziós hatékonyságú napeleméről

2012.06.07. - 15:26  |  Nincs hozzászólás

A Sharp mérnökeinek sikerült elérni az eddigi legmagasabb, 43,5%-os (1) konverziós hatékonyságot (2) egy összetett, háromrétegű fénykoncentrációs napkollektoron. Ezek a napcellák egy lencsékre alapozott koncertrációs rendszer segítségével irányítják a napelemre a fényt, hogy elektromos energiát termeljenek – olvasható a Sharp közleményében.

Az összetett napcellák több fényelnyelő réteggel rendelkeznek, amelyek olyan kémiai elemekből épülnek fel, mint gallium és az indium. A vállalat szabadalmaztatott technológiáját használó összetett napelemekben lehetővé válik a fényelnyelő rétegek hatékony egymásra helyezése, InGaAs (indium-gallium-arzenid) réteget helyezve legalulra.

Annak érdekében, hogy a konverziós hatékonyságot ilyen szintre növeljék, a Sharp fejlesztői kihasználták ezen cellának azt a tulajdonságát, hogy a három fényelnyelő réteg segítségével hatékonyan képes a nap fényét elektromos energiává alakítani. A Sharp emellett optimalizálta az elektródák egymástól való távolságát a koncentrátorcella felszínén és minimalizálta a cellák elektromos ellenállását.

A legújabb áttörés egy átfogó projekt részeként jöhetett létre, melynek neve „Innovatív napcellák kutatása és fejlesztése” („R&D in Innovative Solar Cells”) és amelyet a japán NEDO (New Energy and Industrial Technology Development Organization) (3) nevű szervezet koordinál. A 43.5%-os konverziós hatékonyságot, ami jelenleg világrekorder értéknek számít a német Fraunhofer Napenergiai Intézet (Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems, ISE) (4) hitelesítette.

Az összetett napcellákat magas konverziós hatékonyságuk miatt elsősorban műholdakon használják. A vállalat célja, hogy a mostani sikert alkalmazni tudják koncentrációs fotovoltaikus energiarendszerekben, amelyek képesek lehetnek hatékonyan áramot termelni kis felületű napcellák segítségével, praktikussá téve ezek használatát földi körülmények között is.

A Sharp összetett napcellák fejlesztésének története

1967 Megkezdődik az űrbéli alkalmazásokra szánt egykristályos szilíciumot használó napelemek fejlesztése

1976 Útjára indítják az „Ume” nevű japán műholdat, fedélzetén űrkutatáshoz fejlesztett Sharp napcellákkal (egykristályos szilícium-napelemek)

2000 Megkezdődik az összetett háromrétegű napelemek fejlesztése, aminek célja az, hogy növeljék a hatékonyságot, csökkentsék a súlyt és javítsák az űrbe szánt napkollektorok tartósságát

2001 Részvétel és fejlesztési munka a NEDO fotovoltaikus energiatermelési projektjeiben

2002 A háromrétegű összetett napcella tanúsítványt kap a japán Űrügynökségtől (JAXA)

2003 Kutatási szinten elérik a 31,5%-os konverziós hatékonyságot egy összetett háromrétegű napcellával

2004 Útnak indítják a Reimei nevű, kisméretű tudományos műholdat a Sharp által fejlesztett összetett háromrétegű napcellákkal a fedélzetén

2007 Elérik a 40%-os konverziós hatékonyságot (kutatási szinten) egy összetett háromrétegű napkollektorral (fénykoncentrátoros típus, 1100-szorosan koncentrált napfény)

2009 Útnak indítják az üvegházhatású gázok megfigyelésére alkalmas (Greenhouse gases Observing SATellite, GOSAT), „Ibuki” nevű műholdat, fedélzetén a Sharp által fejlesztett háromrétegű összetett napelemekkel

2009 Kutatási szinten elérik a 35,8%-os konverziós hatékonyságot egy összetett háromrétegű napelemmel a NEDO „Innovatív napcellák kutatása és fejlesztése” projektjének keretein belül

2011 Kutatási szinten elérik a 36,9%-os konverziós hatékonyságot egy összetett háromrétegű napelemmel a NEDO „Innovatív napcellák kutatása és fejlesztése” projektjének keretein belül

2012 Kutatási szinten elérik a 43,5%-os konverziós hatékonyságot egy összetett háromrétegű fénykoncentrációs napelemmel a NEDO „Innovatív napcellák kutatása és fejlesztése” projektjének keretein belül

_____________________________

(1) A Freunhofer Napenergia Intézet által hitelesített konverziós hatékonyság

(2) 2012 május 30-án érvényes információ, koncentrációs napelemekre, kutatási körülmények között

(3) A NEDO Japán legnagyobb nyilvános menedzsment szervezete, amit kutatási és fejlesztési projektek koordinálása illetve ipari-, környezeti-, és energetikai technológiák terjesztése céljából hoztak létre

(4) Az ISE az NGCPV-együttműködés (A new generation of concentrator photovoltaic cells, modules and systems) résztvevője európai oldalról. Az együttműködés része az „Innovatív napcellák kutatása és fejlesztése” („R&D in Innovative Solar Cells”) nevű projektnek.

Rovat további cikkei

Látványos kép készült a Jupiter viharairól

Látványos kép készült a Jupiter viharairól a NASA Juno nevű űrszondája...

2019.03.24. - 19:44 tovább »

Károsodott idegsejteket javítottak ki két állatkísérletben

Károsodott idegsejteket javítottak ki egerekben amerikai és kanadai...

2019.02.19. - 10:07 tovább »

IBM kutatás: a magyarok megbíznak a mesterséges intelligenciában

Tíz emberből kilenc már hallott a mesterséges intelligenciáról (MI)...

2018.12.17. - 14:49 tovább »

Friss cikkek

Heti két óra a természetben a jó egészség elengedhetetlen feltétele

Heti két óra eltöltése a természetben jelentősen növeli az egészséget,...

2019.06.15. - 12:00 tovább »

Kevesebb repülésre biztatnak svéd kutatók

Kevesebb repülésre biztatják a turistákat svéd kutatók, akiknek - most...

2019.05.27. - 07:15 tovább »

Jelentősen megnőtt a nyílt óceánban lévő műanyaghulladék mennyisége...

Jelentősen megnőtt a nyílt óceánban lévő műanyaghulladék mennyisége...

2019.04.18. - 10:11 tovább »