Світовий рекорд в Австралії. Ефективність нових сонячних елементів сягнула 10,7%

Інженери з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW) в Австралії здійснили значний технологічний прорив, встановивши новий світовий рекорд ефективності для сонячних елементів на основі халькогенідів сурми.

Дослідникам вдалося досягти сертифікованого показника у 10,7%, що є найвищим незалежно підтвердженим результатом у світі для цього типу матеріалів. Це досягнення завершило тривалий період застою, під час якого ефективність подібних розробок не могла подолати позначку в 10% ще з 2020 року.

Ключовою проблемою, яка гальмувала розвиток технології, був хімічний бар'єр у структурі матеріалу. Під час виготовлення поглинального шару сірка та селен розподілялися нерівномірно, що створювало внутрішні енергетичні перешкоди. Внаслідок цього значна частина електричного заряду, генерованого сонячним світлом, втрачалася всередині батареї. Австралійські фахівці знайшли рішення, додавши невелику кількість сульфіду натрію на етапі виробництва. Це стабілізувало реакцію та дозволило зарядам вільно рухатися крізь матеріал, значно підвищивши його продуктивність.

Халькогенід сурми вважається одним із найперспективніших матеріалів для створення «тандемних» сонячних елементів. У таких конструкціях кілька шарів поглинають різні частини сонячного спектра, що дозволяє генерувати значно більше електроенергії порівняно зі стандартними кремнієвими панелями. Важливою перевагою цього матеріалу є його доступність та низька вартість: компоненти сурми поширені в природі, що дозволяє уникнути дефіциту ресурсів. Окрім того, технологія виробництва потребує відносно низьких температур, що зменшує енерговитрати на виготовлення панелей.

Завдяки своїй надтонкій та напівпрозорій структурі новий матеріал відкриває широкі можливості для інтеграції у повсякденні об'єкти. Окрім традиційних панелей на дахах, його можна використовувати для створення прозорих сонячних вікон та спеціальних захисних плівок для скління будівель. Також матеріал демонструє високу ефективність за умов штучного освітлення всередині приміщень. Це робить його ідеальним для живлення малопотужної електроніки: смарт-бейджів, датчиків «розумного дому», електронних дисплеїв та інших підключених пристроїв.

Науковці налаштовані оптимістично і планують у найближчі роки зосередитися на усуненні мікродефектів у структурі матеріалу за допомогою методів хімічної пасивації. За словами доктора Чена Цяня з UNSW, найближчою метою команди є підвищення ефективності до 12%. Цей крок зробить технологію ще ближчою до масового комерційного впровадження та масштабування на ринку відновлюваної енергетики.