Компания First Solar и Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии сообщили сразу о двух прорывах в технологии тонкопленочных солнечных батарей на основе теллурида кадмия — рекорде эффективности и напряжения, снимаемого с фотоэлементов. Обзор результатов исследований приводит издание MIT Technology Review.

First Solar, промышленный производитель батарей на теллуриде кадмия, добилась эффективности превращения света в электричество на уровне 22,1 процента. Модуль-рекордсмен был создан на производственной площадке в Перрисбурге, Огайо. Компания отмечает, что для его производства были использованы процессы и материалы, которые, в перспективе, можно применить и в масштабном производстве, однако не раскрывает подробностей процесса. Измерения были учтены Министерством энергетики США.

Практически одновременно с этим, в журнале *Nature Energy *вышла статья одной из лабораторий Министерства энергетики. Ее инженерам удалось превысить практический предел напряжения одного теллурид-кадмиевого элемента в один вольт, чего не удавалось сделать на протяжение последних нескольких десятков лет. Однако работа была выполнена на монокристаллических устройствах. Для этого исследователи отошли от стандартного метода выращивания кристаллов и встроили допировали структуру атомами фосфора.

Один из важных параметров солнечных батарей — максимальный теоретический КПД. Его значение связано с тем, что полупроводниковые структуры, на которых строятся фотоэлементы, способны эффективно поглощать и перерабатывать только определенные участки спектра, начиная с некоторой энергии. Для самых распространенных кремниевых солнечных батарей эта величина не достигает 30 процентов. Электронная структура теллурида кадмия позволяет в теории достигнуть больших значений эффективности. 

КПД коммерчески доступных элементов на основе кремния достигает сейчас 16–18 процентов. Промышленные тонкопленочные фотоэлементы на CdTe, по данным на конец 2015 года, обладают КПД 16,4 процента.

Автор: Владимир Королёв