Недорогие солнечные элементы на основе кестерита
Продолжая двигаться в направлении удешевления тонкопленочных фотоэлементов, исследователи из лаборатории фотоэлектрической энергетики от Люксембургского университета разработали новые солнечные элементы на основе минерала кестерита, тем самым установив новый мировой рекорд по показателям эффективности тонкопленочных солнечных батарей — 6,1 процент.
Это было проверено и зафиксировано лабораторией Frauhofer ISE, являющейся одной из шести лабораторий в мире, которые были выбраны для проведения сертификации эффективности солнечных элементов.
Кестерит представляет собой природный минерал, который в основном состоит из меди, цинка, олова, серы и селена, довольно широко распространенных в природе элементов. Поэтому и солнечные элементы, разработанные на основе кестерита, будут иметь, по мнению исследователей, низкую стоимость.
Однако, в прошлом развитие фотоэлементов на основе кестерита затруднялось тем, что во время высокотемпературного процесса накладывания пленки из кестерита на подложку происходила потеря олова, что приводило к трудностям в управлении составом пленки и, в конечном итоге, к уменьшению эффективности солнечного элемента. Ученые из лаборатории Люксембургского университета использовали производственный процесс, который устраняет эту проблему и позволяет элементу достичь рекордной на данный момент производительности. Детали производственного процесса были опубликованы в журнале Американского химического общества.
Вкратце, исследователи начинали процесс изготовления фотоэлемента с накладывания на подложку пленки, состоящей только из меди и цинка, добавляя остальные химические элементы на более позднем этапе производства. Это приводит не только к упрощению процесса изготовления, но и к более легкому управлению нужными пропорциями элементов в материале.
«После своего первого крупного успеха мы можем сосредоточиться на понимании других проблем, касающихся фотоэлементов на основе кестерита, решение которых позволит нам увеличить их эффективность еще больше», — заявила директор лаборатории Сюзанна Сибентритт.
