23,64% — новый рекорд эффективности

(Zapoved) – Его доля на рынке по-прежнему чрезвычайно ограничена, но усилия по увеличению его урожайности и технологической зрелости никогда не были исчерпаны. Давайте поговорим о фотоэлектрический в CIGS – селенид меди, индия, галлия – продукт, характеризующийся высоким коэффициентом поглощения. Настолько высокая, что, в отличие от традиционных кремниевых солнечных элементов, для формирования активного слоя достаточно всего 1–2 микрометров. И хотя долгое время разрыв в эффективности между поликристаллическим кремнием и CIGS оставался высоким, последний всегда оказывался наиболее перспективной технологией в области тонкопленочный фотоэлектрическийвместе с CdTe.

Сегодня разрыв с cSi на клеточном уровне значительно сократился благодаря серии рекордов, достигнутых на лабораторном этапе. Последний? Тот, который отмеченУппсальский университет, в Швеции. Здесь группа исследователей разработала агрегаты из селенида меди, индия, галлия. способен преобразовывать 23,64% света в электричество. Это самый высокий показатель, когда-либо достигнутый в мире, который уступает Solar Frontier. Фактически, в феврале 2019 года японская компания зафиксировала эффективность преобразования 23,35% на ячейке площадью 1 см². Теперь шведский университет восстановил рекорд, которого он впервые достиг в 1990-х годах.

Фотоэлектрическая система в CIGS, как это делается?

Солнечные элементы CIGS состоят из стеклянной пластины, покрытой несколькими слоями, каждый из которых выполняет определенную задачу. Фотоактивный материал состоит из меди, индия, галлия и селенида. Этот слой расположен между металлическим молибденовым задним контактом и прозрачным передним контактом. Чтобы сделать установку максимально эффективной, исследователи из Уппсальского университета совместно с Первым европейским центром солнечных технологий реализовали ряд стратегий. Например, в абсорбер ввели немного серебра. И они применили галлиевый профиль «хоккейной клюшки» с высокой концентрацией элемента вблизи молибденового контакта и нижней и в ближайшей к буферному слою области в сульфиде кадмия, чтобы уменьшить потери напряжения в разомкнутой цепи. Кроме того, чтобы сделать солнечный элемент максимально эффективным в разделении электронов, слой CIGS был обработан фторидом рубидия. «Баланс между двумя щелочными металлами, натрием и рубидием, а также состав слоя CIGS имеют основополагающее значение для эффективности преобразования».— поясняет университет в пресс-релизе.

«Тот факт, что мы сейчас держим мировой рекорд, очень много значит как для Уппсальского университета, так и для Первого европейского центра солнечных технологий»«, — говорит Матика Эдофф, профессор солнечных технологий в университете. «Для фотоэлектрических систем CIGS, известных своей высокой надежностью, мировой рекорд также означает, что они могут предложить жизнеспособную альтернативу для новых приложений, например, тандемных солнечных элементов. Это важно для наших коллег-исследователей по всему миру».

Исследование было опубликовано на Природная энергия.