Ученые из Empa, швейцарской Федеральной лаборатории технологий и материаловедения (Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology), установили новый рекорд эффективности преобразования солнечного света в электрическую энергию с помощью тонкопленочных гибких солнечных батарей на основе соединения диселенида галлия, индия и меди (copper indium gallium (di)selenid, CIGS). Эффективность преобразования новых солнечных батарей составила 20.4 процента, что достаточно существенно превышает показатель эффективности в 18.7 процента, который был установлен в качестве рекорда в 2011 году.
По сравнению с твердотельными элементами кремниевых солнечных батарей, элементы тонкопленочных гибких батарей имеют целый ряд преимуществ. За счет гибкости полимерной пленки эти батареи не боятся механических нагрузок и выдерживают резкие температурные перепады. Рулонное производство гибких солнечных батарей более рентабельно за счет использования несложных технологий и больших объемов. Но, такие батареи, как правило, менее эффективные, нежели твердотельные кремниевые фотоэлементы.
Ученые группы тонкопленочных фотоэлементов из лаборатории Empa (Empa Laboratory for Thin Film and Photovoltaics), возглавляемые Айодхья Н. Тивари (Ayodhya N. Tiwari), позиционируют свое достижение, как шаг к созданию солнечных батарей на основе CIGS, годных для практического использования: «Нам, наконец, удалось преодолеть разрыв между эффективностью многослойных поликристаллических твердотельных кремниевых фотоэлементов и гибких тонкопленочных фотоэлементов на основе CIGS, что позволяет всерьез задуматься о начале производства таких солнечных батарей».
Следует заметить, что фотогальванические элементы, изготовленные исследователями Empa на тонком полимерном основании, превосходят, правда ненамного, даже фотогальванические элементы на основе CIGS, изготовленные на стеклянном основании, эффективность которых составляет 20.3 процента. Следующими шагами, которые планируют сделать исследователи, будет адаптация разработанной ими технологии к условиям, требующимся для широкомасштабного массового производства. Планируется, что производством рулонов тонкопленочных солнечных батарей, изготавливаемых методом печати, будет заниматься свежеиспеченная компания под названием Flisom.
Исследования ученых лаборатории Empa проводились при поддержке швейцарского Национального научного фонда (Swiss National Science Foundation, SNSF), Комиссии по технологиям и инновациям (Commission for Technology and Innovation, CTI), швейцарского Федерального управления энергетики (Swiss Federal Office of Energy, SFOE) и Европейской комиссии.