Солнечные элементы на основе теллурида кадмия представляют недорогую альтернативу кремниевым, на которые сегодня приходится 90% рынка. Они лучше работают в условиях слабого освещения, в жарком и влажном климате, но до последнего времени уступали кремниевым панелям в эффективности.

Одна из главных характеристик, по которым отставали CdTe-технологии, было максимальное напряжение солнечной батареи, так называемое напряжение разомкнутой сети. Из-за низкого качества материалов инженеры не смогли получить более 900 мВ, и это значение последние 60 лет считалось практическим пределом для таких устройств.

Впервые превзойти одновольтовый предел для солнечных панелей CdTe смогла команда из Вашингтонского университета (WSU). О том, как ей удалось это осуществить, рассказывается в выпуске журнала Nature Energy за 29 февраля. Исследователи WSU отказались от традиционного производственного процесса с использованием хлорида кадмия. Вместо этого они в чистом помещении внедрили в решётку теллура небольшое количество атомов фосфора, а затем осторожно сформировали идеальные интерфейсы между материалами с разным межатомным расстоянием, завершив изготовление солнечных элементов.

Такой метод улучшает проводимость CdTe и время жизни носителей на порядки величины и создает предпосылки для разработки солнечных батарей, более рентабельных, чем ископаемое топливо.

Авторы считают, что, в отличие от кремниевых устройств, конструкция которых оптимизирована почти до теоретического предела, у теллурида кадмия остаётся значительный простор для роста эффективности. Они рассчитывают улучшить её на дополнительные 30%.