Многопереходные солнечные элементы – это самый эффективный из доступных сегодня типов солнечных батарей, преобразующий в электричество до 45% поглощаемой солнечной энергии. К сожалению, они также лидируют по себестоимости производства.

Исследователи из Университета Северной Каролины (NC State) предложили изготавливать такие устройства из имеющихся в продаже компонентов: их подход делает многопереходные ячейки более дешёвыми, что открывает множество новых приложений для этих сверхэффективных солнечных элементов.

«Тонкие солнечные элементы на основе кремния очень популярны, потому что материал имеет КПД около 20%, а стоимость их составляет примерно 1/10 от стоимости многопереходных солнечных элементов. Другие недорогие, менее эффективные материалы также приобретают известность, — говорит Салах Бедайр (Salah Bedair), заслуженный профессор компьютерной и электротехники из NC State. — Если бы мы могли создавать многослойные солнечные элементы, используя эти существующие технологии, то были бы на пути к достижению нашей цели».

Однако просто наложить одни солнечные элементы на другие не получится: несовместимые по структуре различные материалы блокируют прохождение электрических зарядов. Сегодня эту проблему решают легирование металлов для создания туннельных переходов между соседними слоями, что усложняет конструкцию и увеличивает её стоимость.

Команда Бедайра вместо этого предложила использовать интерметаллическое связывание: в подготовленном ими концептуальном прототипе коммерческая солнечная панель из арсенида галлия размещена поверх кремниевого солнечного элемента, а на все металлические контакты нанесено плёночное покрытие из индия. Такие плёнки легко соединяются между собой при комнатной температуре и низком давлении. В результате получается солнечный элемент из двух разных материалов, которые механически совмещены и связаны электрически.

Используя этот метод, представленный 19 июня в Чикаго на организованной IEEE встрече специалистов по фотостатике, производители смогут составлять из своих существующих продуктов многопереходные устройства повышенной эффективности.