Toshiba разработала двойную солнечную панель с эффективностью до 40%

Несмотря на скептицизм, солнечные электростанции стали массовым явлением. Особенно это заметно в Японии, где природные катаклизмы заставляют искать источники энергии без разрушительных побочных «эффектов» в случае повреждения электростанций. Всё это стимулирует поиск материалов и разработку уникальных конструкций для элементов солнечных панелей. Эффективность актуальных решений колеблется в районе 20 %, а этого недостаточно для дальнейшего удешевления «солнечного» ватта.

Одним из перспективных направлений для повышения КПД фотоэлементов для солнечных панелей считается создание двойных панелей с прозрачной и одновременно поглощающей свет верхней частью и нижней поглощающей частью из обычного кристаллического кремния. Такие панели поглощают свет в более широком диапазоне длин волн, что повышает их эффективность. Однако в производстве они в сотни и даже тысячи раз дороже, чем обычные панели из одного слоя кремниевых фотоэлементов.

Опытные двухслойные солнечные панели выпускаются с использованием внешнего прозрачного слоя из арсенида галлия. Эффективность таких панелей попадает в диапазон 30–40 %. Это на 50–100 % больше, чем в случае однослойных кремниевых элементов. Однако для массового производства использование подобных материалов видится экономически необоснованным. Исправить ситуацию с себестоимостью панелей пытаются разработчики компании Toshiba. Сообщается, что Toshiba разработала двойной солнечный элемент с эффективностью 30–40 %, но на основе закиси меди (Cu₂O).

С помощью сложно контролируемого процесса специалисты Toshiba нанесли тонки слой светопоглощающей прозрачной плёнки из Cu₂O на обычный кремниевый фотоэлемент. Проблема в точном дозировании подаваемого кислорода, поскольку на выходе может получиться как обычный оксид меди, так и чистая медь. При должной аккуратности на поверхности кремниевого фотоэлемента возникает плёнка с прозрачностью 80 %. Тем самым электричество от падающих солнечных лучей будет вырабатывать как верхний слой из Cu₂O, так и нижний из кремния (с потерей 20 % излучения).

В компании обещают довести технологию производства двойных солнечных панелей с верхним слоем из закиси меди до коммерческого уровня в течение трёх следующих лет. Эффективность панелей должна лежать в пределах 30–40 %, но стоимость техпроцесса должна быть существенно оптимизирована.

Источник: 3dnews.ru