Ученые из США разработали материал, способный значительным образом повысить эффективность солнечных панелей. Его особенность в использовании в качестве активного слоя фотоэлемента квантового материала с коэффициентом поглощения 80 % и внешней квантовой эффективностью до 190 %. Это превосходит теоретический лимит для традиционных кремниевых элементов.
Выдающаяся эффективность материала, предложенного специалистами из Лехайского университета, сводится к уникальному свойству «состояний промежуточной полосы», особым уровням энергии внутри электронной структуры материала, идеальной для преобразования света в энергию. В новом материале промежуточные состояния позволяют улавливать энергию света, которую не поглощают традиционные солнечные элементы из-за отражения и нагрева.
Между слоями двухмерных материалов из селенида германия и сульфида олова ученые поместили «ван-дер-ваальсовы щели», которые заполнили атомами нульвалентной меди для придания фотоэлементу большей эффективности.
После тщательного компьютерного моделирования был создан прототип. В испытаниях он проявил высокую скорость отклика и повышенную эффективность, и зарекомендовал себя как многообещающий материал для передовых солнечных панелей с высоким уровнем преобразования солнечной энергии в электрическую, пишет IE.
Коэффициент поглощения составил 80 %, внешняя квантовая эффективность — 190 %. Этот параметр превосходит максимальную теоретическую эффективность, установленную пределом Шокли — Квиссера для традиционных фотоэлементов на основе кремния.
Правда, внедрение этого материала в уже существующие процессы производства фотоэлементов потребуют дополнительных исследований и ресурсов.
