IBM Labs: модуль солнечной батареи из легкодоступных материалов

Как объявила корпорация IBM, ее ученым удалось создать модуль солнечной батареи, в котором основной слой, поглощающий большую часть света для преобразования в электрический ток, состоит из соединения распространенных и доступных химических элементов. Это достижение позволило установить новый мировой рекорд эффективности (кпд) солнечной батареи, подтверждая прогнозы, что технология солнечного электричества потенциально способна производить больше электроэнергии при меньших затратах. Солнечный элемент, содержащий медь, олово, цинк, серу и/или селен, демонстрирует коэффициент полезного действия в 9,6%, что на 40% выше предыдущего показателя для данного набора элементов.

Статья с описанием достижений в области тонкоплёночной фотогальванической технологии опубликована в журнале Advanced Materials; в ней особо отмечаются потенциальные возможности солнечной энергетики по выработке дешевой электроэнергии в коммерческих масштабах.

Разработанный исследователями солнечный элемент был создан с использованием комбинации решений и подходов, основанных на наночастицах – в отличие от популярного, но дорогостоящего вакуумного метода. Технологические изменения позволят, как ожидается, значительно уменьшить производственные затраты, поскольку эти изменения согласуются с развитыми методами нанесения светопоглощающих слоев – такими как печать, покрытие, наносимое окунанием (погружением) и распылением, литье пленки – которые характеризуются высокой производительностью и высоким коэффициентом использования материалов.

Существующие сейчас тонкопленочные панели солнечных элементов, основанные на сложных полупроводниках, демонстрируют коэффициент полезного действия на уровне 9–11%. В этих элементах чаще всего применяются два дорогостоящих химических соединения – селенид меди, индия и галлия (copper indium gallium selenide) и теллурид кадмия (cadmium telluride). В результате предпринимавшихся до сих попыток создания дешевых солнечных панелей на основе соединений, включающих широко распространенные на Земле химические элементы и не содержащих индия, галлия или кадмия, не удавалось превысить барьер КПД в 6,7% – в сравнении с новым показателем эффективности в 9,6%, полученным специалистами IBM Research.