Преодоление 10-процентного барьера: ученые открыли путь к доступной солнечной энергии

Инженеры из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) представили результаты исследований в области фотоэлектрических элементов на основе халькогенида сурьмы. По данным работы, опубликованной в журнале Nature Energy, ученым удалось достичь показателя эффективности преобразования энергии в 10,7%. Данный результат прошел независимую сертификацию в центре CSIRO и был внесен в международные таблицы эффективности солнечных элементов.

В ходе исследования была выявлена причина низкой производительности предыдущих версий материала. Она заключалась в неравномерном распределении серы и селена в структуре поглощающего слоя, что создавало энергетический барьер для движения электрического заряда. Для устранения этого эффекта в процесс производства было добавлено небольшое количество сульфида натрия, что стабилизировало химические реакции при формировании активного слоя.

Халькогенид сурьмы состоит из распространенных химических элементов и обладает коэффициентом поглощения света, позволяющим использовать рабочие слои толщиной около 300 нанометров. Технология изготовления предполагает низкотемпературное осаждение, что снижает энергозатраты при производстве. Благодаря неорганическому составу материал сохраняет структурную стабильность при эксплуатации.

Разработчики рассматривают халькогенид сурьмы как компонент для создания тандемных ячеек, где он располагается над кремниевым элементом для захвата различных частей солнечного спектра. Полупрозрачность и двусторонний коэффициент 0,86 позволяют применять технологию при изготовлении фотоэлектрических стекол, а спектральные характеристики подходят для работы датчиков и устройств внутри помещений.

Дальнейшие этапы работы исследовательской группы будут сосредоточены на снижении количества дефектов в материале с помощью химической пассивации. Текущей целью инженеров является повышение эффективности ячеек до 12%

Источник: techxplore