Солнечные элементы CIGS очень тонкие. По сравнению с наиболее широко используемыми кремниевыми элементами для коммерческих фотоэлектрических систем они имеют немного более высокий КПД.
Фото: EmpaШведские исследователи из Уппсальского университета установили новый рекорд эффективности элементов вместе с Европейским технологическим центром First Solar (ранее - стартап Evolar; был приобретен американской компанией First Solar в 2023 году). Их солнечный элемент CIGS имеет эффективность 23,64%.
Предыдущий рекорд эффективности был установлен компанией Solar Frontier из Японии и составлял 23,35%. Чтобы повысить уровень эффективности, исследовательская группа изучила микроскопическую структуру клеток, сообщает Interest Engineering.
CIGS означает медь, индий, галлий и селенид. Клетки содержат другие элементы, такие как натрий, серебро, кадмий или молибден. Исследователи обнаружили, что потери электроэнергии можно уменьшить, увеличив концентрацию серебра и изменив распределение галлия в слоях клетки.
Рельеф солнечного элемента CIGS под микроскопом. Фото: EdoffИзмерения эффективности новой панели CIGS были независимо подтверждены исследовательским институтом Fraunhofer ISE в Германии. Исследование проекта было опубликовано в журнале Nature Energy.
«Наше исследование показывает, что технология тонких пластин CIGS конкурентоспособна в качестве автономного солнечного элемента», — говорит Марика Эдофф из Университета Упсалы, руководитель проекта.
По её словам, эта технология обладает свойствами, которые работают и в других конструкциях, например, в качестве нижней панели тандемной солнечной батареи.
По сравнению с кремниевыми элементами, элементы CIGS могут быть изготовлены очень тонкими и, следовательно, требуют мало материала. Одним из недостатков является то, что индий является редким элементом и также используется в других электронных устройствах. Кроме того, при высокой температуре выделяется токсичная смесь материалов. Переработка также становится сложнее. Тандемные солнечные элементы имеют гораздо более высокую эффективность, но стоят дорого.
Исследователи из Швеции убеждены, что возможна еще большая эффективность. По их мнению, можно достичь эффективности в 25% при дальнейших исследованиях.
