Ученые повысили КПД тонкопленочных солнечных батарей из теллурида кадмия
Исследователи из Колорадского университета предложили способ улучшения свойств тонкопленочных солнечных батарей из теллурида кадмия за счет добавления селена.
Последние 10 лет университетские специалисты занимаются теллуридом кадмия, считая его перспективной заменой кремния, сообщает sciencedaily.com. Новые материалы могут повысить эффективность и снизить стоимость солнечных коллекторов. При участии партнеров из Университета Лафборо, Великобритания, ученые нашли способ дополнительно улучшить свойства тонкопленочных панелей из теллурида за счет добавления селена. Результаты исследования представлены в Nature Energy.
«Наша статья объясняет, что происходит при добавлении сплава селена», — сказал адъюнкт-профессор Курт Барт.
До этого ученые не знали, почему введение элемента заставляет КПД батарей из теллурида кадмия подниматься выше 22%. Исследователи раскрыли эту загадку. Оказалось, селен помогает преодолеть эффект атомных дефектов в кристаллах материала, открывая новый путь к более распространенной и дешевой солнечной энергии.
Пленки, созданные командой Колорадского университета, требуют в 100 раз меньше сырья, чем стандартные кремниевые панели. Их проще производить, и материал поглощает свет почти на идеальных длинах волн. Фотоэлектрические устройства из теллурида кадмия генерируют самый дешевый ток в сфере солнечной энергетики.
Ученые выяснили, что электроны, производимые светом при попадании на обработанную селеном поверхность, с меньшей вероятностью захватываются и теряются в дефектах на границах кристаллов. В результате увеличивается количество энергии, получаемое от каждой батареи. Исследователи выявили это неожиданное поведение, измеряя, сколько света излучают обработанные селеном панели. Материал распределялся неоднородно, и авторы определяли свойства участков с разной концентрацией.
«Хороший материал для солнечной батареи должен не иметь дефектов и активно излучать свет (люминесцировать). Именно такие свойства мы наблюдаем в богатых селеном регионах», — сказал ведущий автор работы, Том Фидуция из Университета Лафборо.
