Прозрачные нанослои сделают солнечную энергию еще дешевле
Солнечные элементы из кристаллического кремния с эффективностью до 23% уже вырабатывают самую дешевую в мире электроэнергию по цене менее двух центов за киловатт-час. Достижение еще более высокой эффективности, потенциально более 26%, с помощью наноструктурированных прозрачных слоев, обещает международная группа в известном научном журнале Nature Energy.
"Наши наноструктурированные слои обеспечивают так необходимую пассивацию", - говорит Мальте Келер (Malte Köhler), первый автор из Института исследований энергетики и климата Научного Центра в Юлихе (IEK-5). Он имеет в виду особое свойство, противодействующее рекомбинации отрицательных и положительных носителей заряда до того, как их можно будет использовать для производства солнечного электричества. "На сегодняшний день ни один другой подход не сочетает в себе пассивацию, прозрачность и проводимость столь хорошо, как наша новая конструкция", - добавил доктор Кайнинг Динг (Kaining Ding), глава рабочей группы в Юлихе (Германия).
На тонкий слой диоксида кремния исследователи в два этапа - при двух разных температурах - нанесли крошечные пирамидальные нанокристаллы карбида кремния. За этим последовал прозрачный слой оксида индия и олова (ITO).
При создании этой слоистой структуры были задействованы влажные химические процессы, химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и распыление. "Мы использовали только те процессы, которые можно относительно быстро интегрировать в серийное производство", - подчеркнул д-р Динг. Эта стратегия позволяет проложить путь от лаборатории к крупномасштабному промышленному производству солнечных элементов без особых усилий.
Первый прототип солнечного элемента Jülich TPC достиг высокой эффективности 23,99% (плюс-минус 0,29%), что подтверждено независимой лабораторией CalTeC Института исследований солнечной энергии в Хамелине (ISFH). Хотя это немного уступает лучшим ячейкам из кристаллического кремния, проведенное моделирование показало, что с технологией TPC возможна эффективность более 26%.
Исследовательская группа Динга планирует продолжить оптимизировать выходную мощность своих элементов TPC. "Мы ожидаем, что производители солнечных батарей проявят большой интерес к нашей технологии", - говорит он.
