QAZAQ GREEN. Исследователи из Мадридского университета Комплутенсе (Испания) впервые в мире разработали солнечный элемент с промежуточным диапазоном (IB) на основе фосфида галлия и титана, который может достигать эффективности преобразования энергии на уровне 60%. Эта эффективность наблюдается при длине волны 550 нм и выше, сообщает Interesting Engineering.
Солнечные элементы превращают солнечный свет в электрический ток, однако традиционные кремниевые элементы используют только часть солнечного света, а остальное теряют в виде тепла. Эффективность солнечных элементов зависит от материала: кремниевые элементы имеют предел эффективности 33,7%, что означает, что 77,3% солнечного света не используется.
В связи с растущими потребностями в энергии, необходимо строить больше солнечных батарей. Однако использование новых материалов может повысить эффективность производства электроэнергии.
Команда под руководством Хавьера Олеа Аризы работает с фосфидом галлия и титаном более 15 лет, пытаясь создать более эффективный солнечный элемент. Они выбрали фосфид галлия с широкой полосой пропускания в 2,26 эВ. В результате получился элемент размером 1 см² с поглотителем Gap: Ti толщиной до 50 нм и металлическими контактами из золота и германия.
Проведенные эксперименты показали, что новый солнечный элемент хорошо поглощает свет на длинах волн выше 550 нм, что связано с использованием титана. Теоретическая эффективность структуры составляет около 60%.
Работа с этими материалами началась в 2009 году, но создание первых устройств заняло 15 лет. Однако, несмотря на успех, пока что устройство не готово к полевым испытаниям, и его эффективность низка.
Команда планирует создать прототип и продемонстрировать его высокую эффективность. В будущем они хотят решить конструктивные проблемы солнечных батарей, используя различные подходы к интеграции титана. Хотя коммерческое внедрение этой технологии может занять время, потенциал солнечных батарей значительно вырос.
Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Today Sustainability.