Neuer Ansatz zum Verständnis von Temperatureffekten auf die Leistung von Photovoltaikgeräten

Für unsere Fähigkeit, den Klimawandel einzudämmen, ist die Photovoltaik-Technologie unverzichtbar. Dennoch werden mehr als 70 % der uns von der Sonne zur Verfügung gestellten Energie in herkömmlichen Photovoltaikzellen verschwendet. Es gibt wenig Hoffnung auf nachhaltigen technologischen Fortschritt, wenn dieses Problem nicht angegangen wird.

Die Betriebstemperatur ist ein entscheidender Faktor für die Fähigkeit einer Solarzelle, Sonnenlicht in freie Energie umzuwandeln. Dementsprechend wurde viel Forschung darauf verwendet, die Auswirkungen der Temperatur auf die Effizienz von Photovoltaik-Solarzellen zu verstehen. Überraschenderweise ist jedoch wenig darüber bekannt, wie hoch diese Temperatur letztendlich sein würde.

In einem Artikel mit dem Titel „Auswirkungen der Aufrechterhaltung einer festen Umgebungstemperatur auf die Bewertung der Leistung von Photovoltaikgeräten“, veröffentlicht in Angewandte körperliche Untersuchung Letzte Woche beantworteten Forscher der Ben-Gurion-Universität des Negev Solar Energy Research Center diese Frage, indem sie die Photonen- und Energieraten des Photovoltaikeffekts ausgleichen.

Ihr neuer Ansatz geht von einer Temperaturschwankung als Reaktion auf die durch Lichtabsorption und die Verbindung mit einer Umgebung mit fester Temperatur erzeugte Wärme aus, während aktuelle Analysen auf der Annahme basieren, dass die Zelltemperatur unabhängig von ihren Betriebsbedingungen konstant bleiben würde.

„Das solide theoretische Verständnis dieses Artikels ist eine Voraussetzung für bedeutende technologische Fortschritte. Daher trägt die Aufklärung der verborgenen Aspekte des photovoltaischen Effekts zur Verwirklichung bahnbrechender Konzepte wie thermoradiativer und thermophotonischer Zellen bei“, sagt Hauptautor Dr. Avi Niv.

Thermoradiative und thermophotonische Zellen sind fortschrittliche Konzepte der photovoltaischen Energieumwandlung, die die Rückgewinnung von Abwärme in industriellen Prozessen ermöglichen (thermoradiativ) oder den Strahlungsenergiefluss der Sonne effizienter in Elektrizität umwandeln (thermophotonisch).