出典:newatlas.com
チームの新しい太陽電池は、太陽と同等の照明条件下で 39.5% の効率を記録しました。 これは区別すべき重要な点です。他の実験用太陽電池では 47% もの高い効率が記録されていますが、それは高度に集中した光の下でのことです。 「太陽 1 つ分」の照明の下で効率を測定すると、現実世界でどれだけうまく機能するかをより正確に知ることができます。
新しい太陽電池は、チーム自身の2020年の記録である39.2パーセントを上回ります。比較すると、一般的に使用されているシリコン太陽電池と新興のペロブスカイト太陽電池の効率は約25パーセントに達し、両方の材料を組み合わせたタンデム型太陽電池は30パーセントに近づいています。
NREL 太陽電池は、衛星やその他の宇宙船に電力を供給するために使用された場合に、宇宙でどの程度優れた性能を発揮するかについてもテストされました。 これらの条件下では、34.2% というかなりの効率を達成しました。
新しい太陽電池は、逆変成多接合（IMM）セルとして知られるアーキテクチャに基づいており、光に反応して電流を生成するコンポーネントである「接合」が3つ含まれています。 これらの各接合部は異なる材料でできています。この場合、上部がリン化ガリウムインジウム、中央がガリウムヒ素、下部がガリウムインジウムヒ素です。 これら 3 つの材料は異なる光の波長に特化しており、太陽電池全体が光スペクトル全体からより多くのエネルギーを収集できるようになります。
新記録の効率に貢献したもう 1 つの進歩は、「量子井戸」を使用して中間層を構築したことです。 基本的に、より広いバンドギャップを持つ他の 2 つの材料の間に導電層を挟むことにより、電子が 2 次元に閉じ込められ、材料がより多くの光を捕捉できるようになります。 この太陽電池の中間層には最大 300 個の量子井戸が含まれており、全体の効率が新たな高みに引き上げられました。
このブレークスルーは太陽電池技術にとって重要かもしれないが、研究チームは、このタイプのセルの製造には依然としてかなりの費用がかかると述べている。 これらのコストを削減し、新しいアプリケーションを開拓するには、さらなる取り組みが必要です。
