Vir: newatlas.com
Nova sončna celica ekipe je dosegla učinkovitost 39,5 odstotka pri svetlobnih pogojih, enakovrednih sončnim. To je pomembno razlikovanje – druge poskusne sončne celice so zabeležile celo 47-odstotno učinkovitost, vendar je to pri zelo koncentrirani svetlobi. Merjenje njihove učinkovitosti pri osvetlitvi z "enim soncem" daje boljši pokazatelj, kako dobro bi lahko delovali v resničnem svetu.
Nova sončna celica presega prejšnji rekord ekipe, ki znaša 39,2 odstotka iz leta 2020. Za primerjavo, običajno uporabljene silicijeve sončne celice in nastajajoče perovskitne sončne celice dosegajo okoli 25-odstotno učinkovitost, medtem ko se tandemske sončne celice, ki združujejo oba materiala, približujejo 30 odstotkom.
Sončna celica NREL je bila tudi preizkušena, kako dobro bi se obnesla v vesolju, če bi jo uporabljali za napajanje satelitov in drugih vesoljskih plovil. V teh pogojih je dosegel spoštljivih 34,2 odstotka učinkovitosti.
Nova sončna celica temelji na arhitekturi, znani kot obrnjene metamorfne multijunkcije (IMM) in vsebuje tri "stičišča", komponente, ki proizvajajo električni tok kot odziv na svetlobo. Vsak od teh spojev je izdelan iz drugačnega materiala – v tem primeru je to galijev indijev fosfid na vrhu, galijev arzenid na sredini in galijev indijev arzenid na dnu. Ti trije materiali so specializirani za različne valovne dolžine svetlobe, kar omogoča sončni celici kot celoti, da pridobi več energije iz celotnega svetlobnega spektra.
Drugi napredek, ki je prispeval k novi rekordni učinkovitosti, je bila izgradnja srednje plasti s "kvantnimi vrtinami". V bistvu so elektroni s postavitvijo prevodne plasti med dva druga materiala s širšo pasovno vrzeljo omejeni na dve dimenziji, kar omogoča materialu, da zajame več svetlobe. Srednji sloj te sončne celice je vseboval do 300 kvantnih vrtin, kar je skupno učinkovitost dvignilo v nove višine.
Preboj je lahko pomemben za tehnologijo sončnih celic, vendar ekipa pravi, da je proizvodnja te vrste celic še vedno precej draga. Za znižanje teh stroškov in odpiranje novih aplikacij bo potrebno nadaljnje delo.