ICFO-ს მზის პანელის კონსტრუქცია მიზნად ისახავს გამოსხივებული სინათლის დანაკარგის შემცირებას

ICFO-ს (Institut de Ciències Fotòniques) მკვლევრებმა წარმოადგინეს მზის პანელის ახალი კონსტრუქცია, რომელიც ეხება Boltzmann-ის დანაკარგს, ანუ ენერგიას, რომელიც მზის პანელების მიერ სინათლის გამოსხივებისას იკარგება, და შესაძლოა ეფექტიანობა 33,16 პროცენტიდან დაახლოებით 43 პროცენტამდე აიყვანოს. ნაშრომი გამოქვეყნდა Energy & Environmental Science-ში და აჩვენა, რომ ექსპერიმენტულ ორგანულ მზის ელემენტში ეფექტიანობა დაახლოებით 0,85 პროცენტით გაუმჯობესდა. მკვლევრების თქმით, ამ კონსტრუქციის ძირითადი პრინციპი ყველა ტიპის ფოტოელექტრულ ელემენტზე უნდა გავრცელდეს.

სინათლის გამოსხივების შეზღუდვა

უმარტივესი ფორმით, მზის პანელები შეიცავს ნახევარგამტარულ მასალას, ყველაზე ხშირად კრისტალურ სილიციუმს, რომელიც მზის სინათლის ზემოქმედებისას ელექტრონებს ათავისუფლებს და ელექტრულ დენს ქმნის. მზის ენერგიის ნაწილი სითბოდ გარდაიქმნება ან სინათლის სახით ხელახლა გამოიყოფა. მეცნიერებმა გამოიკვლიეს თბური ენერგიის დანაკარგის შემცირების მეთოდები, მათ შორის პანელის ნახევარგამტარის შეცვლა, თუმცა სინათლის კომპონენტზე მუშაობა უფრო რთული აღმოჩნდა.

ნაშრომში ICFO-ს მკვლევრებმა განიხილეს „მზის სინათლის ვიწრო შთანთქმასა და უფრო ფართო გამოსხივების კონუსებს შორის შეუსაბამობა“. მათ დაიწყეს ორგანული მზის ელემენტით, მისი წინა ელექტროდი ინდიუმის კალის ოქსიდის ნაცვლად თხელი ვერცხლის ელექტროდით შეცვალეს და ელემენტი ოპტიკურ კავერნად აქციეს. ელემენტი კვლავ ატარებდა მზის შუქს, მაგრამ ფართო კუთხეებში ნაკლებ სინათლეს ასხივებდა.

რას ნიშნავს ეს შედეგი

ცვლილებამ მათი მზის ელემენტის ეფექტიანობა დაახლოებით 0,85 პროცენტით გააუმჯობესა. კვლევის პირველმა ავტორმა, დოქტორმა ფრანსისკო ბერნალ ტექსკამ, ICFO-ს პრესრელიზში განაცხადა, რომ თუ გამოსხივების კონუსის შევიწროება შესაძლებელია ისე, რომ ის უფრო ზუსტად დაემთხვეს შემომავალი მზის სინათლის შთანთქმის კონუსს, მზის ელემენტებს პრინციპში შეეძლებათ 43 პროცენტთან ახლოს მყოფ ეფექტიანობას მიუახლოვდნენ.

ამჟამინდელი თეორიული ზღვარი 33,16 პროცენტია და ცნობილია როგორც Shockley-Queisser-ის ზღვარი, ხოლო სამომხმარებლო მზის პანელები ჩვეულებრივ 20-დან 23 პროცენტამდე ეფექტიანობით მუშაობენ. თუ ეფექტიანობის 33,16 პროცენტიდან დაახლოებით 43 პროცენტამდე გაზრდა შესაძლებელი იქნება, ამან შესაძლოა მნიშვნელოვანი სარგებელი მოუტანოს სამომხმარებლო მზის პანელებსაც.

სხვა ბოლოდროინდელი პროგრესი

ეს 2026 წელს მზის პანელების ტექნოლოგიაში ერთადერთი გარღვევა არ არის. ჩინურმა კომპანია LONGi-მ ივლისში წარადგინა მზის ელემენტი, რომლის ეფექტიანობაც 35,5 პროცენტია და განაცხადა, რომ მის მიერ გამოყენებული PV ელემენტი ასევე თეორიულად შეძლებს 43 პროცენტის მიღწევას. აშშ-ში ასევე იზრდება ჩასართავი აივნის მზის პანელების გამოყენება, თუმცა ახალი კვლევა იმას არ ნიშნავს, რომ მომხმარებლებს უფრო მძლავრი პანელის ყიდვა ხვალვე შეეძლებათ.

წყაროები: Engadget