Новий сонячний елемент досягає 25% ефективності фотоелектричного перетворення

Дослідники з Німеччини та Бельгії працювали разом над розробкою нового тандему титаніту кальцію/диселеніду міді (СНД) сонячного елемента з ефективністю фотоелектричного перетворення 25%, найвищою з коли-небудь досягнутих у своєму класі. Сонячна батарея є гнучкою, легкою та універсальною, перспективною сферою застосування в транспортних засобах, портативних пристроях та складних пристроях. Останні дослідження були опубліковані в журналі ACS-Energy Letters, підрозділі Американського хімічного товариства.

Халькогенід - це матеріал нового типу з особливою кристалічною структурою. За останнє десятиліття титанітові сонячні елементи кальцію швидко прогресували, щоб досягти фотоелектричної ефективності, порівнянної з ефективністю давно усталених кремнієвих сонячних елементів.

Ефективність сонячних елементів можна підвищити за рахунок використання двох і більше елементів в штабелі. Якщо кожен ФЕП в штабелі зможе ефективно поглинати світло з іншої частини сонячного спектра, то властиві йому втрати можуть бути зменшені і фотоелектрична ефективність всієї комірки підвищена. Завдяки своїй «універсальності» халькогенідні сонячні елементи стали «лідером» в області складених сонячних елементів. Тандемні сонячні елементи, що використовують халькогенід і кремній, досягли фотоелектричної ефективності до 29% і більше, що значно вище, ніж тільки клітини, виготовлені з халькогеніду (25,7%) або кремнію (26,7%).

В останньому дослідженні міжнародна дослідницька група під керівництвом доктора Марко Пречіадо з Технологічного інституту Карлсруе успішно виробляла тандемні титанітові/СНД сонячні елементи з фотоелектричною ефективністю перетворення до 24,9 відсотка, що є найвищою ефективністю фотоелектричної конверсії, коли-небудь досягнутою за допомогою цього типу технологій.

За словами дослідників, поєднання халькогеніду з іншими матеріалами, такими як діселенід індію міді або диселенід індію галію міді, має обіцянку гнучких і легких тандемних сонячних елементів. Такі осередки могли бути встановлені не тільки на будівлях, але і на транспортних засобах і портативних пристроях, і навіть могли бути складені або згорнуті для зберігання і розширені, коли це необхідно, наприклад, на жалюзі або маркізи, щоб затінити сонце, одночасно виробляючи електроенергію.

Дослідники заявили: «Останні дослідження демонструють потенціал тандемних сонячних елементів титаніту кальцію/СНД, прокладаючи шлях до можливого майбутнього підвищення ефективності до понад 30%».