Рекорд эффективности пленочных солнечных элементов
Ученые Empa — швейцарской технологий и Федеральной лаборатории материаловедения создали тонкопленочные солнечные элементы на эластичной полимерной базе, владеющие рекордной эффективностью преобразования солнечного света в электричество 20,4%. Новый рекорд в очередной раз показал большой потенциал полупроводникового материала CIGS, селенида меди-индия-галия.
Исследователи всей земли уже давно пробуют создать недорогую солнечную ячейку, одновременно эффективную в работе и несложную в производстве. Научная команда Лаборатории узкой пленки и фотогальваники Empa во главе с Айодхье Н. Тивари (Ayodhya N. Tiwari) совершила очередной прорыв в направлении к данной цели. Ученые добились рекордного значения 20,4% эффективности преобразования энергии для тонкопленочных солнечных батарей на базе CIGS.
Рекордные показатели зафиксированы и сертифицированы Университетом Фраунгофера во Фрайбурге, Германия.
Новый рекорд существенно улучшил прошлое достижение того же коллектива, зафиксированное в мае 2011 года, в то время, когда удалось показать значение эффективности 18,7%. Нынешнее достижение – пятый рекорд на счету лаборатории. Первый был установлен еще во второй половине 90-ых годов двадцатого века, в то время, когда пленочные солнечные разработки продемонстрировали эффективность 12,8%.
Особенная заслуга в разработке новых ответов пленочных разработок в этом случае в собственности аспирантам Адриану Кирилэ (Adrian Chirila) и Фабиану Пианецци (Fabian Pianezzi). Как раз их идеи в следствии слаженной работы всего коллектива трансформировались в практические успехи. Трансформации особенностей слоя CIGS было достигнуто благодаря применению низкой температуры при выращивании кристаллов.
В следствии новшеств пленочные солнечные элементы смогли показать такую же эффективность, как солнечные батареи на базе поликристаллического кремния, а также выше, чем CIGS ячейки на стеклянных подложках, для которых зафиксировано большое значение 20,3%. Так, как отметил А.Н. Тивари: «В конечном счете удалось перекрыть «разрыв эффективности» между солнечными элементами на базе поликристаллического кремния, CIGS тонкими плёнками и пластинами на стекле».
Узкие, легкие и эластичные высокопроизводительные солнечные модули привлекательны для многих приложений, их возможно применять на крышах и фасадах строений, на портативной электронике и автомобилях. Солнечные элементы в виде пленок производятся в виде постоянной ленты, сматываемой в рулоны, что предполагает намного меньшие затраты, чем стандартные кремниевые разработки. Возможно пленки способны существенно удешевить солнечную энергетику в скором времени.
Рекорд, зафиксированный Empa, говорит о том, что эффективность эластичных элементов на базе CIGS сравнима с производительностью кремниевых ячеек. Как вычисляет директор Empa Жан-Люк Бона (Gian-Luca Bona): «Сейчас настало время для следующего шага, применения разработки для производственного процесса с индустриальным партнером». С целью этого Empa сотрудничает с компанией Flisom.
Научно-исследовательская деятельность Empa в течении многих лет поддерживается Швейцарским национальным научным фондом, Рабочей группой по инновациям и технологиям, Федеральным бюро энергетики и программой ЕС Framework.
По данным Empa