Sind 100% solar panels möglich?

Dieses neue Gerät ist das erste, das nicht nur einen Wirkungsgrad von 100 Prozent erreicht, sondern ihn sogar übertrifft. Bei einem Wirkungsgrad von 132 Prozent erhält man im Durchschnitt 1,32 Elektronen für jedes Photon. Als aktives Material wurde schwarzes Silizium verwendet, dessen Nanostrukturen wie Kegel und Säulen geformt sind und UV-Licht absorbieren. Ich würde gerne wissen, ob es theoretisch möglich ist, eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 100 zu entwickeln.

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik verbietet eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 100. Genauer gesagt gilt der Carnot-Satz für die Photovoltaik und jedes andere Solarenergiesystem, bei dem die heiße Seite der Wärmekraftmaschine die Temperatur der Sonne und die kalte Seite die Umgebungstemperatur auf der Erde ist. Dies ist etwas stark vereinfacht. Einzelheiten finden Sie in meinen Berechnungen hier.

Es versteht sich von selbst, dass die Ausnutzung dieses Phänomens für die Verbesserung der Konstruktion von Solarzellen äußerst hilfreich sein könnte. Diese entscheidende Kennzahl bestimmt, wie viel Energie von Dächern und Solarparks geerntet werden kann, wobei kommerzielle Solarzellen aus Silizium in der Regel einen Wirkungsgrad von 20 % erreichen. Diese Zellen sind jedoch nicht perfekt – selbst nach der Minimierung von Materialfehlern, die die Leistung beeinträchtigen, haben die besten Solarzellen aus GaAs immer noch Mühe, Wirkungsgrade von über 25 % zu erreichen. Dennoch werden alle Solarzellen unter Standardtestbedingungen geprüft, um eine genaue und standardisierte Effizienzangabe zu erhalten.

Auf diese Weise kann der Wirkungsgrad so verstanden werden, dass er angibt, wie gut das Solarmodul das Sonnenlicht in Strom umwandelt. Der EnergySage-Marktplatz macht es Ihnen leicht, Ihre Einsparungen durch Solarmodule mit unterschiedlichen Wirkungsgraden zu vergleichen und festzustellen, ob der höhere Preis gerechtfertigt ist. Die hocheffizienten Solarmodule von SunPower sind dafür bekannt, dass sie die effizientesten Solarmodule auf dem Markt sind. Wenn Sie auf der Suche nach den effizientesten Solarmodulen für Ihr Solarenergiesystem sind, sollten Sie als Erstes wissen, wie Sie die Wirkungsgradkennzahlen der verschiedenen Hersteller vergleichen können.

Die beiden nachstehenden Tabellen geben einen Überblick über die Effizienzmerkmale von Solarmodulen der führenden Hersteller, die in den USA Solarmodule verkaufen. In jüngster Zeit hat das Spin-off-Unternehmen Solar Junction der Stanford University das Potenzial dieses Materials für Solarzellen aufgezeigt. Ich gehe davon aus, dass sich diese Lücke in den nächsten 10-20 Jahren dank Alta Devices, das bereits eine Pilotlinie zur Herstellung erschwinglicher Solarmodule mit einem Wirkungsgrad von 25 % betreibt, drastisch verkleinern wird und sich auf 30 % oder sogar mehr zubewegt. In den letzten Jahren hat die Solartechnologie große Sprünge in Richtung eines höheren Wirkungsgrads der Solarzellen, einer höheren Leistungsabgabe und einer insgesamt höheren Qualität gemacht.

Durch das Hinzufügen von Perowskiten (die mit einer speziellen Tinte auf jede flexible Oberfläche aufgebracht werden können) zu herkömmlichen Siliziumzellen erhöht sich die Empfindlichkeit der Solarmodule für verschiedene Teile des Sonnenstrahlungsspektrums. Wenn dieselbe Menge an Sonnenlicht für dieselbe Zeit auf zwei Solarzellen mit unterschiedlichem Wirkungsgrad fällt, erzeugt die effizientere Zelle mehr Strom als die weniger effiziente Zelle. Ein Unternehmen, das Solarzellen auf Perowskit-Basis entwickelt, gab im Dezember bekannt, dass es für seine Tandem-Solarzelle auf Perowskit-Basis einen Wirkungsgrad von (Rekord) 28 % erreicht hat.