Слой ZnO увеличивает продуктивность солнечных батарей в полтора раза

Сотрудниками Арканзасского университета достигнута наивысшая на сегодняшний день эффективность для квадратных (сторона 9 мм) арсенид-галлиевых солнечных элементов. Увеличить этот параметр до 14% исследовательскому коллективу удалось, нанеся на поверхность солнечных батарей антиотражающее покрытие из тонкого слоя оксида цинка.

Комплект из 9-12 таких ячеек генерирует достаточно электричества для питания небольших светодиодов или портативных устройств. Предложенная модификация поверхности применима и для более крупных массивов солнечных элементов, которые могли бы обеспечивать электроэнергией дома и космические летательные аппараты.

Удобство оксида цинка в том, что этот материал дешев, легко синтезируется и нетоксичен.

Университетская команда, возглавляемая профессором электротехники Омаром Манасрехом (Omar Manasreh), представила полученные результаты в журнале Applied Physics Letters, а также в апрельском выпуске Solar Energy Materials and Solar Cells.

Изменение свойств поверхности арсенида галлия, достигнутое за счет химического синтеза тонких пленок, наноструктур и наночастиц, позволяет полупроводнику поглощать больше солнечного света. Однако даже без специального покрытия, за путем модификации основного материала, инженеры довели эффективность преобразования энергии до 9%.

Теоретический «потолок» для роста кпд арсенида галлия определяется в 33%, поэтому участники проекта видят перед собой обширное поле дальнейшей деятельности.

Подобное модифицирование поверхности, по их мнению, может быть применимо и к другим солнечным элементам, в том числе сделанным из квантовых точек на базе арсенида индия и арсенида галлия. Для них максимальная расчетная эффективность еще выше и достигает 63%.