24,9 відсотка! Нова багатошарова клітина з титанату кальцію-CIS встановлює рекорд ефективності

Дослідники з Технологічного інституту Карлсруе (KIT) у Німеччині розробили багатошаровий сонячний елемент на основі халькогеніду, а також тонких плівок міді/індія/селену (CIS).

Елемент описується як перший фотоелектричний елемент у своєму роді, ефективність якого наближається до 25 відсотків. Новий фотоелектричний елемент має кваліфікований ККД 23,5 відсотка та максимальний ККД 24,9 відсотка.

Ефективність була перевірена Fraunhofer ISE (Інститут систем сонячної енергії Фраунгофера).

Вчені використовували CIS із шириною забороненої зони приблизно 1,03 еВ і невеликою кількістю галію, а також трикатіонний халькогенід із шириною забороненої зони приблизно 1,59 еВ, використовуючи антиблікове покриття (ARC) для посилення зв’язку світла та збільшення загального фотоструму. Елемент має ефективність перетворення потужності 24,9 відсотка, напругу холостого ходу 1,57 В, струм короткого замикання 21,1 мА та дисперсію заповнення 75,2 відсотка. Верхня та нижня комірки мають легований фотострум 20,4 мА та 20,7 мА відповідно.

У вересні 2020 року нова багатошарова комірка CIGS з титаніту кальцію від Національної лабораторії відновлюваної енергії досягла світового рекорду ККД у 24,16 відсотка, який був офіційно сертифікований лабораторією CalLab Інституту систем сонячної енергії Фраунгофера (ISE).

Складені комірки поєднують два різних напівпровідника, які перетворюють різні частини спектра в електричну енергію.

Фотоелектричні елементи, що складаються з міді, індію, галію та селену, можна наносити у вигляді тонких плівок загальною товщиною лише {{0}} мікрон. Халькогенідний шар ще тонший, лише 0,5 мікрона. Таким чином, нові ламіновані сонячні елементи, виготовлені з CIGS і халькогеніду, мають товщину менше 5 мікрон і можуть використовуватися для виробництва гнучких сонячних модулів.