Bron: newatlas.com
De nieuwe zonnecel van het team had een rendement van 39,5 procent, onder lichtomstandigheden die vergelijkbaar waren met die van de zon. Dat is een belangrijk onderscheid: andere experimentele zonnecellen hebben een efficiëntie van maar liefst 47 procent geregistreerd, maar dat is onder zeer geconcentreerd licht. Het meten van hun efficiëntie onder ‘één zon’-verlichting geeft een betere indicatie van hoe goed ze in de echte wereld zouden kunnen presteren.
De nieuwe zonnecel overtreft het eigen vorige record van het team van 39,2 procent uit 2020. Ter vergelijking: veelgebruikte siliciumzonnecellen en opkomende perovskietzonnecellen halen een efficiëntie van ongeveer 25 procent, terwijl tandemzonnecellen die beide materialen combineren de 30 procent naderen.
De NREL-zonnecel werd ook getest op hoe goed hij zou presteren in de ruimte als hij zou worden gebruikt voor het aandrijven van satellieten en andere ruimtevaartuigen. Onder die omstandigheden behaalde het een respectabele efficiëntie van 34,2 procent.
De nieuwe zonnecel is gebaseerd op een architectuur die bekend staat als Inverted Metamorphic Multijunction (IMM)-cellen, en bevat drie 'juncties', de componenten die elektrische stroom produceren als reactie op licht. Elk van deze verbindingen is gemaakt van een ander materiaal – in dit geval is dat galliumindiumfosfide bovenaan, galliumarsenide in het midden en galliumindiumarsenide onderaan. Deze drie materialen zijn gespecialiseerd in verschillende golflengten van licht, waardoor de zonnecel als geheel meer energie uit het hele lichtspectrum kan oogsten.
Een andere vooruitgang die bijdroeg aan de nieuwe recordefficiëntie was het bouwen van de middelste laag met 'kwantumputten'. Door een geleidende laag tussen twee andere materialen met een grotere bandafstand te plaatsen, worden elektronen in wezen beperkt tot twee dimensies, waardoor het materiaal meer licht kan opvangen. De middelste laag van deze zonnecel bevatte maar liefst 300 kwantumputten, waardoor de algehele efficiëntie naar nieuwe hoogten werd getild.
De doorbraak kan belangrijk zijn voor de zonneceltechnologie, maar het team zegt dat de productie van dit type cel nog steeds vrij duur is. Er zullen verdere inspanningen nodig zijn om deze kosten omlaag te brengen en nieuwe toepassingen mogelijk te maken.
