Сонячні батареї оновили відразу два рекорди ефективності

Компанія First Solar і Національна лабораторія поновлюваних джерел енергії повідомили відразу про два прориви в технології тонкоплівкових сонячних батарей на основі телуриду кадмію - рекорд ефективності і напруги, що знімається з фотоелементів. Огляд результатів досліджень наводить видання MIT Technology Review.

First Solar, промисловий виробник батарей на телуриді кадмію, домоглася ефективності перетворення світла в електрику на рівні 22,1 відсотка. Модуль-рекордсмен був створений на виробничому майданчику в Перрісбурзі, Огайо. Компанія відзначає, що для його виробництва були використані процеси і матеріали, які, в перспективі, можна застосувати і в масштабному виробництві, однак не розкриває подробиць процесу. Вимірювання були враховані Міністерством енергетики США.

Практично одночасно з цим, в журналі Nature Energy вийшла стаття однієї з лабораторій Міністерства енергетики. Її інженерам вдалося перевищити практичну межу напруги одного теллурид-кадмиевого елемента в один вольт, чого не вдавалося зробити протягом останніх кількох десятків років. Однак робота була виконана на монокристалічних пристроях. Для цього дослідники відійшли від стандартного методу вирощування кристалів і вбудували допировану структуру атомами фосфору.

Один з важливих параметрів сонячних батарей - максимальний теоретичний ККД. Його значення пов'язано з тим, що напівпровідникові структури, на яких будуються фотоелементи, здатні ефективно поглинати і переробляти тільки певні ділянки спектру, починаючи з деякої енергії. Для найпоширеніших кремнієвих сонячних батарей ця величина не досягає 30 відсотків. Електронна структура телуриду кадмію дозволяє в теорії досягти великих значень ефективності.

ККД комерційно доступних елементів на основі кремнію досягає зараз 16-18 відсотків. Промислові тонкоплівкові фотоелементи на CdTe, за даними на кінець 2015 року, мають ККД 16,4 відсотка.