Ученые разработали новый солнечный элемент

Эффективность однопереходных солнечных элементов ограничена пределом примерно в 30%, а рекордный результат получен для 4-переходной конструкции и составляет 46%. Даже в этом случае больше половины поступающей от солнца энергии проходит через панель без поглощения, либо рассеивается в виде тепла. Если КПД преобразования энергии превысит 50%, это окажет большое воздействие на стоимость «солнечного» электричества.

В целях снижения потерь энергии, ученые разработали панель с из полупроводников с разными запрещёнными зонами. Фотоны с небольшой энергией, проходящие сквозь первый однопереходный слой, поглощаются гетероструктурой из узкозонного полупроводника с квантовыми точками.

Теоретическое моделирование демонстрирует для подобной системы эффективность преобразования до 63%. Созданное методом молекулярно-лучевой эпитаксии опытное устройство позволило на практике осуществить двухфотонную ап-конверсию — механизм, уникальный для таких солнечных элементов. Достигнутое в ходе эксперимента снижение потерь энергии на два порядка больше, чем то, что давали прежние методы, использующие промежуточные зоны.

Авторы указывают, что опытный образец солнечного элемента создавался с целью концептуальной демонстрации. Для получения наилучшей эффективности, соответствующей теоретическому прогнозу, потребуется дальнейшая оптимизация толщины каждого слоя и степени легирования.

Более подробную информацию можно узнать на сайте

ФМБИ