Разработан новый метод создания гибких солнечных батарей

 


Новые фотоэлектрические преобразователи основаны на полупроводниковом материале селенид меди-индия-галлия (CIGS). Он далеко не в первый раз применяется для такой цели, то есть — в солнечных панелях, в том числе и в тонкоплёночных их вариациях.

Технология "фотоячеек" на базе CIGS при должном развитии способна оказаться существенно дешевле, чем батареи на основе кристаллического кремния. Однако по КПД CIGS-панели пока заметно уступают лучшим кремниевым соперникам.

Как утверждает AIST, одна из проблем 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 или фторида натрия. Но их применение связано с рядом трудностей и не обеспечивает воспроизводимость результатов от образца к образцу (а это важно для серийного выпуска).

Теперь же японцы придумали новый метод создания тонкоплёночных солнечных батарей на основе CIGS.

Сначала на гибкую подложку наносится тонкий слой щелочносиликатного стекла. Соответственно метод назван Alkali-Silicate glass thin layer (ASTL).

После стекла к будущей батарее добавляют все остальные слои: задний электрод, абсорбирующий свет CIGS-слой, буферный слой, передний прозрачный электрод и антибликовое покрытие.

Контроль за условиями формирования того самого тонкого стеклянного слоя позволяет в дальнейшем добиться интересного эффекта: щелочные металлы проникают сквозь задний электрод и благодаря диффузии попадают в CIGS-слой.

Это, как объясняет AIST, облегчает добавление щелочного металла в основной слой батареи, к тому же – обеспечивает добавление нужного элемента в точно выверенном количестве.

В качестве подложки для солнечных ячеек новой разновидности институт использовал три материала: гибкую керамику, тонкий прозрачный пластик и титановую фольгу с грубой рельефной поверхностью. С первым из них новые фотоэлектрические преобразователи показали впечатляющий КПД — 17,7%.

Это не абсолютный рекорд эффективности для CIGS-батарей в целом, но один из лучших когда-либо достигнутых показателей. Зато среди гибких CIGS-ячеек японская разработка является лучшей.

Аналогичные параметры батарей с полимерной подложкой и титановой фольгой составили 14,7% и 17,4%, что тоже — очень хорошие значения для гибких тонкоплёночных элементов.


Источник: MEMBRANA.RU