Компания IBM объявила, что силами одной из ее исследовательских лабораторий был создан достаточно эффективный элемент солнечной батареи, состоящий из широко распространенных на планете и легкодоступных материалов. Ожидается, что такая разработка может привести к значительному снижению стоимости электроэнергии, получаемой из солнечного света.
Основной слой нового модуля солнечной батареи IBM, поглощающий большую часть света для преобразования в электрический ток, полностью состоит из соединения таких элементов, как медь (Cu), олово (Sn), цинк (Zn), сера (S) и/или селен (Se). При этом его коэффициент полезного действия составляет 9,6%, что на 40% превышает лучшие показатели, полученные для преобразователей на основе подобного набора компонентов. Разработанный исследователями солнечный элемент также отличает от его предшественников то, что он был создан с использованием комбинации решений и подходов, основанных на наночастицах – в отличие от популярного, но дорогостоящего вакуумного метода. Технологические изменения позволят, как ожидается, значительно уменьшить производственные затраты, поскольку эти изменения согласуются с передовыми методами нанесения светопоглощающих слоев – такими как печать, покрытие, наносимое окунанием (погружением) и распылением, литье пленки – которые характеризуются высокой производительностью и высоким коэффициентом использования материалов.
«Энергия, которую можно получить из излучения Солнца, поступающего на Землю в течение часа, превышает энергию, которую планета потребляет за год, однако вклад солнечной энергетики в общемировую систему снабжения электроэнергией составляет в настоящее время менее 0,1%, прежде всего из-за высокой стоимости, – пояснил доктор Дэвид Митци (David Mitzi), возглавляющий группу исследователей IBM Research, которые разработали новый солнечный элемент. – Поиск путей создания технологии солнечных батарей, которая по затратам в расчете на ватт сопоставима с традиционными способами выработки электроэнергии, и которая обладает потенциалом выхода на «тераваттный» уровень, стал главным направлением наших исследований, приблизившим нас к окончательному успешному решению проблемы». Существующие в настоящее время тонкопленочные панели солнечных элементов, основанные на сложных полупроводниках, демонстрируют коэффициент полезного действия на уровне 9-11%. В этих элементах наиболее часто применяются два дорогостоящих химических соединения – селенид меди индия и галлия (copper indium gallium selenide) и теллурид кадмия (cadmium telluride). В результате предпринимавшихся попыток создания дешевых солнечных панелей на основе соединений, включающих широко распространенные на Земле химические элементы и не содержащих индия, галлия или кадмия, не удавалось превысить барьер КПД в 6,7% – в сравнении с новым, рекордным показателем эффективности в 9,6%, полученным специалистами IBM Research. Компания заявила, что не намерена самостоятельно заниматься выпуском солнечных батарей, но готова к сотрудничеству с их производителями. По материалам: 3D News