Гибкие солнечные батареи с КПД 21,38% теперь конкурируют с кремнием - «Технологии»

Исследовательская группа из Швейцарской федеральной лаборатории материаловедения и технологий сообщила об изготовлении тонкопленочной фотоэлектрической ячейки с КПД 21,38%. Она основана на полупроводниковом материале из меди, индия, галлия и селена (CIGS).

Швейцарские исследователи работают над совершенствованием таких фотоэлектрических устройств уже более 20 лет, постоянно улучшая характеристики своих разработок. Еще в 1999 году ученые добились рекордной на тот момент эффективности 12,8%. К 2005 году этот показатель удалось повысить до 14,1%, в 2010 было достигнуто значение 17,6%, в 2011 — 18,7%, в 2013 — 20,4%, а в 2019 — 20,8%.

Конечная цель исследовательской группы — создание гибкого фотоэлемента с КПД как у жестких ячеек на основе кристаллического кремния. Лучшие из них сейчас могут преобразовывать в электричество до 26,7% солнечного света.

CIGS-фотоэлементы ученые изготавливают с использованием низкотемпературного совместного испарения, которое подразумевает наращивание пленки полупроводникового материала на тонком слоем полимера. Очередное повышение эффективности фотоячейки было достигнуто за счет оптимизации состава формирующих пленку веществ и добавления к ним щелочных легирующих примесей.

Впрочем, показатель 21,38% не является абсолютным рекордом эффективности для гибких фотоячеек. Так, весной прошлого года исследователи из Берлинского центра материалов и энергии им. Гельмгольца создали тандемный тонкопленочный элемент из CIGS и перовскита, обладающий с КПД 24,16%.

Предполагается, что пригодные для коммерческого коммерческие гибкие солнечные батареи найдут широкое применение. Их можно объединять с изогнутыми, имеющими сложную форму поверхностями. Поэтому такие устройства хорошо подходят для размещения на крышах и фасадах зданий, для встраивания в корпуса бытовой электроники, интеграции в самолеты и наземные транспортные средства.

Кроме того, тонкопленочные панели можно изготавливать в виде рулонов. Это позволяет снизить производственные затраты и тем самым сделать получение солнечной энергии более доступным.

Источник: empa.ch