Các nhà nghiên cứu tại Viện Fraunhofer về Hệ thống Năng lượng Mặt trời ISE, bằng cách sử dụng lớp phủ chống phản xạ mới, đã thành công trong việc tăng hiệu suất của pin mặt trời bốn điểm nối tốt nhất cho đến nay từ 46,1 lên 47,6% ở nồng độ 665 mặt trời. Đây là một cột mốc quan trọng trên toàn cầu, vì hiện tại không có pin mặt trời nào có hiệu suất cao hơn trên toàn thế giới. Các kết quả được trình bày hôm nay tại Hội thảo tandemPV Quốc tế lần thứ 2, diễn ra ở Freiburg, Đức.
Trong hai năm qua, Fraunhofer ISE đã thực hiện một dự án đầy tham vọng có tên là “50 Phần trăm”. Mục tiêu của dự án, được tài trợ bởi Bộ Kinh tế và Hành động Khí hậu Liên bang Đức BMWK, là lần đầu tiên phát triển một loại pin mặt trời với hiệu suất 50%. Để đạt được điều này, mỗi lớp riêng lẻ của pin mặt trời đa điểm nối phức tạp phải trải qua quá trình tối ưu hóa hơn nữa. Những cải tiến trong quy trình công nghệ được kết hợp cho các lớp tiếp xúc kim loại và lớp chống phản xạ. Giờ đây, nhóm dự án đã đạt được bước đột phá đầu tiên: Pin mặt trời mới nhất của họ dưới ánh sáng mặt trời tập trung đạt hiệu suất 47,6%
Tiến sĩ Frank Dimroth, trưởng bộ phận Công nghệ Quang điện và Máy tập trung III-V tại Fraunhofer ISE cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng với kết quả này, đạt được chỉ một năm sau khi khai trương Trung tâm Tế bào Mặt trời Hiệu quả Cao mới của chúng tôi. “Trong nghiên cứu của mình, chúng tôi đặt mục tiêu làm cho việc tập trung quang điện trở nên hiệu quả hơn và có tính cạnh tranh cao hơn, vì chúng tôi tin rằng đây là hình thức phát điện tái tạo bền vững nhất.”
Cấu trúc lớp của pin mặt trời mới được phát triển vào năm 2016 cùng với công ty Soitec Inc. của Pháp, chuyên thiết kế và sản xuất các vật liệu bán dẫn sáng tạo. Pin mặt trời song song phía trên được làm bằng gallium indium phosphide (GaInP) và nhôm gallium arsenide (AlGaAs), được Soitec liên kết với pin mặt trời song song phía dưới làm bằng gallium indium arsenide phosphide (GaInAsP) và gallium indium arsenide (GaInAs).
Giờ đây, một lớp tiếp xúc được cải tiến và lớp phủ chống phản xạ 4 lớp đã được áp dụng cho cấu trúc tế bào song song trong Trung tâm Tế bào năng lượng mặt trời hiệu quả cao của Fraunhofer ISE. Các biện pháp này làm giảm tổn thất điện trở và phản xạ ở mặt trước của tế bào, có độ nhạy phổ trong phạm vi rộng 300 và 1780 nanomet. Các tế bào năng lượng mặt trời thông thường làm bằng silicon chỉ hấp thụ ánh sáng mặt trời ở bước sóng 1200 nanomet và do đó không cần lớp phủ chống phản xạ băng thông rộng như vậy.
Pin mặt trời đa điểm nối làm bằng chất bán dẫn hợp chất III-V luôn nằm trong số những pin mặt trời hiệu quả nhất trên thế giới. Chúng đạt được tiềm năng cao nhất khi ánh sáng mặt trời tới được thấu kính tập trung vào các thiết bị pin mặt trời thu nhỏ có kích thước chỉ vài mm vuông. Giáo sư Tiến sĩ Stefan Glunz, giám đốc bộ phận Nghiên cứu Quang điện tại Fraunhofer ISE cho biết: “Các ứng dụng có thể có của các tế bào quang điện song song tập trung, góp phần tạo ra năng lượng hiệu quả ở các nước giàu ánh nắng mặt trời”. có thể để lại những hạn chế của pin mặt trời một mối nối và cuối cùng đạt được mức giảm chi phí điện mặt trời. “
