Фотоэлементы с КПД 68,9% обеспечат беспроводную передачу электроэнергии - «Новости Электроники»
Немецкий Институт систем солнечной энергетики им. Фраунгофера заявил о создании обладающей эффективностью 68,9% фотоячейки из элементов III–V групп таблицы Менделеева. Предполагается, что разработку можно будет использовать в системах передачи электричества с помощью лазера. По принципу работы они близки к устройствам, в которых аналогичный процесс выполняется за счет микроволн. Ученые поясняют:
«В этой новой форме переноса электроэнергии, называемой Power-by-Light (мощность посредством света), энергия лазера либо по воздуху, либо через оптическое волокно доставляется в фотоэлектрический элемент, свойства которого оптимизированы для поглощения монохроматического лазерного света с конкретными значениями длины волны и мощности.
По сравнению с традиционным методом передачи энергии по проводам, системы, обеспечивающие питание с помощью света, особенно полезны для случаев, которые требуют, например, применения гальванической развязки, обеспечения электромагнитной совместимости, наличия защиты от молнии или взрыва, а также полностью беспроводной передачи электричества».
В качестве основных компонентов полупроводника в новом фотоэлементе использованы арсенид алюминия-галлия p-типа и легированный азотом арсенид галлия. Их кристаллы нарастили на подложке из арсенида галлия. Когда активный слой был готов, ее удалили, и нанесли на заднюю поверхность полученной ультратонкой пленки высокоотражающее зеркало из керамики и серебра.
Руководитель исследовательской группы Хеннинг Хелмерс отметил два следующих преимущества такой технологии:
«Во-первых, достигается максимальное поглощение фотонов с энергией, приближенной к ширине запрещенной зоны, что одновременно минимизирует и термализацию, и потери при передаче, делая фотоэлемент более эффективным.
Во-вторых, фотоны, дополнительно генерируемые в результате излучательной рекомбинации, захватываются и эффективно используются повторно. Это продлевает эффективный срок жизни носителей заряда, дополнительно увеличивая выходное напряжение».
Полупроводники из элементов III–V групп в последнее время позволили установить немало рекордов. Так, в апреле сообщалось о создании тандемного фотоэлемента с КПД 35,9%, в мае — о микроячейке с эффективностью 34,4%. А в марте группа ученых из финского Университета Тампере представила элемент, потенциально позволяющий добиться коэффициента преобразования, близкого к 50%.
Источник: ise.fraunhofer.de
И будьте в курсе первыми!
