Исследователи разработали фотоэлектрическую ячейку, которая использует весь спектр солнечного света

1. К сожалению, стоимость производства ячеек такого типа слишком высока, чтобы начать массовое производство.

Эффективность фотоэлектрических элементов, доступных в настоящее время на рынке, оставляет желать лучшего. Преобразование всего спектра солнечного света в электричество остается серьезной проблемой для инженеров. Лучший пример этого - новый тип клеток, разработанный учеными из Вашингтона.

Мэтью Ламб, ведущий автор исследований в университете Джордж Вашингтон, он хотел попробовать немного менее популярный подход, когда речь идет о строительстве фотоэлектрических элементов. Это панели CPV (фотоэлектрические концентраторы), которые с помощью микрозеркал концентрируют солнечный свет на микроскопических солнечных панелях, поверхность которых составляет около 1 мм2.

Около 99 процентов энергия, содержащаяся в солнечном свете, которая достигает Земли, исходит от световых волн в диапазоне от 250 до 2500 нм. Материалы, используемые в конструкции обычных солнечных элементов, не способны «покрыть» столь широкий спектр, - поясняет Ламб.

Разумеется, панель, разработанная в Вашингтоне, может работать с таким широким спектром. Как? Это довольно просто. Этот один микропланшет состоит из нескольких слоев разных материалов. Каждый из этих слоев отвечает за захват волн определенной длины. Такое решение само по себе не ново. Однако Ламб и его команда могут похвастаться несколькими новыми идеями.

Прежде всего, некоторые слои панелей были созданы на основе антимонида галлия (GaSb). Этот полупроводник часто используется при конструировании инфракрасных лазеров и фотоприемников. Во-вторых, отдельные слои в ячейках, созданные учеными, основывались на методе трансферной печати. Этот метод обеспечивает большую точность при изготовлении микропанелей.

К сожалению, стоимость производства ячеек такого типа слишком высока, чтобы начать массовое производство.

Комбинация всех этих решений привела к созданию панелей с производительностью 44,5 процента. Это один из лучших результатов, когда дело доходит до фотоэлектрических элементов. Где подвох? Стоимость производства ячейки этого типа слишком высока, чтобы начать массовое производство.

Lumb стремился достичь верхнего предела эффективности солнечного элемента. Сама техника, хотя пока и совершенно неэкономичная, очень перспективна. Если кому-то удастся разработать метод, который позволит снизить себестоимость элементов такого типа, доля солнечной энергии в производстве электроэнергии может даже удвоиться.