Многопереходные фотоэлементы — это самый эффективный из доступных сегодня типов, преобразующий в электроэнергию до 45% поглощаемой солнечной энергии. К сожалению, они также лидируют по себестоимости производства. Исследователи из Университета Северной Каролины (NC State) предложили изготавливать такие устройства из имеющихся в продаже компонентов: их подход делает многопереходные ячейки более дешёвыми, что открывает множество новых приложений для этих сверхэффективных фотоэлементов.
«Тонкие фотоэлементы на основе кремния очень популярны, потому что материал имеет КПД около 20%, а стоимость их составляет примерно 1/10 от стоимости многопереходных фотоэлементов. «Другие недорогие, менее эффективные материалы также приобретают известность», — говорит Салах Бедайр (Salah Bedair), заслуженный профессор компьютерной и электротехники из NC State. — Если бы мы могли создавать многослойные фотоэлементы, используя эти существующие технологии, то были бы на пути к достижению нашей цели».
Однако просто наложить одни фотоэлементы на другие не получится: несовместимые по структуре различные материалы блокируют прохождение электрических зарядов. Сегодня эту проблему решают легирование металлов для создания туннельных переходов между соседними слоями, что усложняет конструкцию и увеличивает её стоимость.
Бедайр и его команда выбрали ячейку из арсенида галлия, которую они интерметаллически прикрепили к кремниевой ячейке. Для этого они покрыли контакты обеих ячеек пленкой из индия. Под легким давлением контакты создают соединение при комнатной температуре. «С помощью этой технологии мы можем объединять фотоэлементы из серийного производства в тандемные», — говорит Бедайр. Это, так сказать, суперэлементы, сделанные из «готовых» материалов.
Источник: https://www.sonnenseite.com/de/wirtschaft/tandem-solarzelle-2.0-wird-deutlich-billiger15440.html