В вышедшем на этой неделе номере журнала Advanced Energy Materials сообщается о прототипе солнечного элемента, позволяющем преобразовать в электричество 44,5% падающего на него света. Для сравнения, современные солнечные батареи способны переработать лишь порядка четверти проходящей сквозь них солнечной энергии.

Новое устройство, разработанное инженерами Университета Джорджа Вашингтона (округ Колумбия) отличается от привычных фотоэлектрических панелей в нескольких отношениях. Прежде всего, оно использует линзы, концентрирующие свет на мельчайших солнечных элементах из высокоэффективных материалов. Малые размеры (площадь порядка одного квадратного миллиметра) делают применение этих дорогостоящих материалов более рентабельным. Сборку с высокой точностью трехмерной структуры из таких мельчайших устройств сделала возможной процедура трафаретной печати.

Помимо традиционных солнечных элементов, многопереходная конструкция прототипа содержит слои на основе антимонида галлия (GaSb), способные поглощать обычно теряемые длинноволновые фотоны.

Итоговая солнечная батарея получилась очень дорогой, однако главным приоритетом при её разработке было продемонстрировать верхний предел эффективности преобразования. В коммерческом варианте авторы надеются добиться существенной экономии за счёт увеличения степени концентрации света и повторного использования дорогостоящих подложек для эпитаксиального роста.