Университет Уппсалы установил мировой рекорд по КПД солнечных элементов CIGS
Университет Уппсалы установил новый мировой рекорд в области генерации электроэнергии с помощью солнечных элементов на основе CIGS, достигнув эффективности в 23,64 процента. Этот прорыв стал результатом сотрудничества между компанией First Solar European Technology Center (ранее известной как Evolar) и исследователями солнечных элементов Университета Уппсалы.
Измерения, которые мы провели самостоятельно для этого солнечного элемента и других недавно произведенных элементов, находятся в пределах погрешности независимого измерения. Эти данные также будут использованы для внутренней калибровки наших собственных методов измерения,сказалаа Марика Эдофф, профессор технологии солнечных элементов в Университете Уппсалы.
Предыдущий мировой рекорд составлял 23,35 процента (Solar Frontier, Япония), который, в свою очередь, сменил рекорд в 22,9 процента (ZSW, Германия). Университет Уппсалы ранее уже устанавливал рекорд, первый раз это произошло в 1990-х годах в рамках исследовательского сотрудничества Euro-CIS. Солнечная энергия стремительно набирает популярность по всему миру, и в 2022 году доля солнечной энергии в мировом электроснабжении превысила 6 процентов, согласно данным Международного энергетического агентства (IEA).
Лучшие солнечные модули из кристаллического кремния, который является наиболее широко используемым материалом в солнечных элементах, в настоящее время преобразуют более 22 процентов солнечного света в электроэнергию, при этом современные солнечные элементы отличаются низкой стоимостью и долговременной стабильностью.
Одной из целей исследований в области солнечных элементов является достижение более 30 процентов эффективности при разумных производственных затратах. Внимание часто уделяется тандемным солнечным элементам как более эффективным, но до сих пор они были слишком дороги для массового использования.
Солнечные элементы CIGS состоят из стеклянного листа обычного оконного стекла, покрытого несколькими различными слоями, каждый из которых выполняет определенную задачу. Материал, поглощающий солнечный свет, состоит из меди, индия, галлия и селенида (отсюда аббревиатура CIGS), с добавлением серебра и натрия. Этот слой размещается в собственно солнечном элементе между задним контактом из металлического молибдена и прозрачным передним контактом.
Для максимально эффективного разделения электронов слой CIGS обрабатывается фторидом рубидия. Баланс между двумя щелочными металлами, натрием и рубидием, а также состав слоя CIGS являются ключевыми для эффективности преобразования, то есть доли полного солнечного спектра, преобразуемого в электроэнергию в солнечном элементе.
