Разработан новый метод создания гибких солнечных батарей

Японский национальный университет передовых прикладных технологий и наук (AIST) создал эластичные солнечные батареи с высоким КПД. Наряду с этим в новинке не употребляется кремний, и, что принципиально важно, она возможно относительно недорогой и несложной при массовом изготовлении.

Новые фотоэлектрические преобразователи основаны на полупроводниковом материале селенид меди-индия-галлия (CIGS). Он не в впервые используется для таковой цели, другими словами — в солнечных панелях, в том числе и в тонкоплёночных их вариациях.

Разработка «фотоячеек» на базе CIGS при должном развитии способна появляться намного дешевле, чем батареи на базе кристаллического кремния. Но по КПД на данный момент-панели до тех пор пока заметно уступают лучшим кремниевым соперникам.

Разработан новый метод создания гибких солнечных батарей

Японская CIGS-батарея на подложке из полимера (фото с сайта techon.nikkeibp.co.jp).

Как утверждает AIST, одна из неприятностей тут — формирование в «финальном» материале полупроводника p-типа с определённой концентрацией носителей заряда. Достигается это добавлением щелочных металлов, таких как натрий. В частности, в виде селенида натрия либо фторида натрия. Но их использование связано с рядом трудностей и не снабжает воспроизводимость результатов от примера к примеру (а это принципиально важно для серийного выпуска).

Сейчас же японцы придумали новый способ создания тонкоплёночных солнечных батарей на базе CIGS.

Сперва на эластичную подложку (на рисунке ниже — номер 1) наносится узкий слой щелочносиликатного стекла (2). Соответственно способ назван Alkali-Silicate glass thin layer (ASTL).

По окончании стекла к будущей батарее додают все остальные слои: задний электрод (3), абсорбирующий свет CIGS-слой (4), буферный слой (5), передний прозрачный электрод (6) и антибликовое покрытие (7).

Разработан новый метод создания гибких солнечных батарей

Разрез батареи нового типа. Свет падает сверху (иллюстрация с сайта techon.nikkeibp.co.jp).

Контроль за условиями формирования того самого узкого стеклянного слоя разрешает в будущем добиться занимательного результата: щелочные металлы попадают через задний электрод и благодаря диффузии попадают в CIGS-слой.

Это, как растолковывает AIST, облегчает добавление щелочного металла в главный слой батареи, к тому же – снабжает добавление нужного элемента в совершенно верно выверенном количестве.

В качестве подложки для солнечных ячеек новой разновидности университет применял три материала: эластичную керамику, узкий прозрачный пластик и титановую фольгу с неотёсанной рельефной поверхностью. С первым из них новые фотоэлектрические преобразователи продемонстрировали впечатляющий КПД — 17,7%.

Это не безотносительный рекорд эффективности для CIGS-батарей в целом, но один из лучших когда-либо достигнутых показателей. Но среди эластичных CIGS-ячеек японская разработка есть лучшей.

Подобные параметры батарей с титановой фольгой и полимерной подложкой составили 14,7% и 17,4%, что также — весьма хорошие значения для эластичных тонкоплёночных элементов.

Просматривайте кроме этого о новой главе в фотоэлектрических преобразователях.

Российские физики совершили прорыв в области применения солнечной энергии


Читать также:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: