Созданы гибкие солнечные ячейки с рекордной эффективностью

Если Вам приходилось получать такой документ, как виза в Италию, и совершать поездку в эту страну, то Вам, наверняка, известно насколько это государство, да и вся Западная Европа, серьезно относится к возобновляемым источникам энергии, не переставая делать научные открытия в этой области. На сей раз порадовали швейцарские ученые.  

В журнале Nature Materials было опубликовано описание технологии, позволяющей производить гибкие солнечные ячейки, которые обладают рекордной на сегодняшний день эффективностью в 18,6%. Авторами разработки стали ученые из исследовательского института Empa (Швейцария). Ключевым моментом этого достижения является осуществление контроля над энергетической запрещенной зоной, находящейся в полупроводнике из селенида меди-индия-галлия, известного также как CIGS. Последний представляет собой слой, который поглощает свет и преобразует его в электричество.

Высокоэффективные гибкие и легкие солнечные ячейки, расположенные, например, на пластиковой пленке, очень перспективны с точки зрения снижения производственных затрат и в ближайшем будущем помогут получать недорогое солнечное электричество. Однако пока гибкие солнечные ячейки уступают по эффективности жестким аналогам, в основном из-за того, что полимерные пленки при нанесении поглощающего слоя требуют гораздо более низких температур, что обычно выливается в низкую эффективность.

Группа исследователей из Empa также занимается разработкой высокоэффективных солнечных ячеек на базе CIGS, сделав своей основной целью температурный вопрос. За последние годы ученым несколько раз удалось повысить эффективность ячеек. А теперь они установили рекордный в этой области показатель в 18,6%. Чтобы достичь этой цифры, им пришлось сократить рекомбинационные потери фотогенерированных носителей заряда. Слои CIGS, созданные путем совместного выпаривания при температуре около 450°C, имеют сильную структурную градацию из-за несовершенной взаимной диффузии промежуточных фаз. Для решения этой проблемы ученые разработали новые процессы оптимизации солнечных ячеек, позволяющие тщательно контролировать выпаривание галлия и индия на разных этапах.