В Швейцарії створили гнучку сонячну комірку з рекордним ККД

Сонячні комірки з гнучких матеріалів дозволять покривати генеруючою поверхнею структури будь-якої форми, що значно розширить сферу використання сонячних панелей. Крім того, виробництво рулонним способом значно здешевить випуск панелей. Гнучкі панелі вже існують, але їх ККД залишав бажати кращого. Але тепер впритул до вирішення цієї проблеми підійшли вчені зі Швейцарії.

Дослідники з Швейцарських федеральних лабораторій матеріалознавства і технології (EMPA) представили гнучкий сонячний елемент на основі так званого CIGS-з’єднання з рекордною ефективністю 21,38%. Попереднє досягнення вчених — це CIGS-комірка з ККД 20,8%. Різниця є невеликою, але швейцарці понад два десятки років наполегливо рухаються вперед.

Найперша комірка CIGS із з’єднання міді, індію, галію і селену була створена в EMPA в 1999 році і мала ККД на рівні 12,8%. В 2005 році вчені підняли ефективність комірки до 14,1%, а ще через п’ять років — до 17,6%. У 2011 році ККД вдалося збільшити до 18,7% і 20,4% в 2013 році. Ще через 6 років ККД змогли збільшити до 20,8%. Довгий шлях, який сьогодні наблизив ефективність CIGS-комірок до показників кращих масових кремнієвих (кристалічних) панелей.

Черговий крок вперед стався завдяки вдосконаленню технології низькотемпературного спільного випаровування матеріалів для вирощування напівпровідникової плівки поверх тонкого полімерного шару. Нова установка складу плівки і лужних легуючих добавок дозволила ще трохи поліпшити ефективність гнучкого фотоелектричного елемента, що було підтверджено незалежним тестуванням, проведеним вченими з німецького Інституту сонячних енергетичних систем Фраунгофера.

Новий елемент зберігав ККД 21,38% незмінним протягом декількох місяців тестування, але це бачиться хорошим доказом надійності технології, хоча про комерційне виробництво мова поки не йде і навряд чи це питання найближчого часу.

Додамо, осередки CIGS добре показали себе також в тандемних парах з іншими фотоелектричними елементами. Наприклад, команда з Берлінського центру матеріалів і енергії імені Гельмгольца (Helmholtz Zentrum Berlin, HZB) створила сонячний елемент з ККД 24,16%. Їх комірка складалася з шару CIGS і перовскіту. Один шар перетворював енергію інфрачервоного випромінювання, а другий — видимого. Джерело