المصدر:newatlas.com
سجلت الخلية الشمسية الجديدة للفريق كفاءة بنسبة 39.5%، في ظل ظروف الإضاءة المكافئة لظروف الشمس. وهذا تمييز مهم، حيث سجلت الخلايا الشمسية التجريبية الأخرى كفاءات تصل إلى 47%، ولكن هذا يحدث تحت ضوء شديد التركيز. ويعطي قياس كفاءتها تحت إضاءة "شمس واحدة" مؤشرًا أفضل لمدى جودة أدائها في العالم الحقيقي.
تتفوق الخلية الشمسية الجديدة على الرقم القياسي السابق الذي حققه الفريق بنسبة 39.2% اعتبارًا من عام 2020. وبالمقارنة، فإن الخلايا الشمسية المصنوعة من السيليكون شائعة الاستخدام وخلايا البيروفسكايت الشمسية الناشئة تحقق كفاءة تبلغ حوالي 25%، في حين تقترب الخلايا الشمسية الترادفية التي تجمع بين كلتا المادتين من 30%.
تم أيضًا اختبار الخلية الشمسية NREL لمعرفة مدى جودة أدائها في الفضاء، إذا تم استخدامها لتشغيل الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية الأخرى. وفي ظل هذه الظروف، حققت كفاءة محترمة بلغت 34.2 بالمائة.
تعتمد الخلية الشمسية الجديدة على بنية تعرف باسم الخلايا متعددة الوصلات المتحولة المقلوبة (IMM)، وتحتوي على ثلاث "وصلات"، وهي المكونات التي تنتج تيارًا كهربائيًا استجابةً للضوء. كل واحدة من هذه الوصلات مصنوعة من مادة مختلفة - في هذه الحالة، هذا هو فوسفيد الغاليوم الإنديوم في الأعلى، وزرنيخيد الغاليوم في المنتصف، وزرنيخيد الغاليوم الإنديوم في الأسفل. تتخصص هذه المواد الثلاث في أطوال موجية مختلفة من الضوء، مما يسمح للخلية الشمسية ككل بحصد المزيد من الطاقة عبر طيف الضوء.
التقدم الآخر الذي ساهم في تحقيق الكفاءة القياسية الجديدة كان بناء الطبقة الوسطى باستخدام "الآبار الكمومية". بشكل أساسي، من خلال وضع طبقة موصلة بين مادتين أخريين مع فجوة نطاق أوسع، تقتصر الإلكترونات على بعدين، مما يسمح للمادة بالتقاط المزيد من الضوء. تحتوي الطبقة الوسطى من هذه الخلية الشمسية على ما يصل إلى 300 بئر كمومي، مما يعزز الكفاءة الإجمالية إلى آفاق جديدة.
قد يكون هذا الاختراق مهمًا لتكنولوجيا الخلايا الشمسية، لكن الفريق يقول إن تصنيع هذا النوع من الخلايا لا يزال مكلفًا إلى حد ما. وستكون هناك حاجة إلى مزيد من العمل لخفض هذه التكاليف وفتح تطبيقات جديدة.
