Несмотря на то, что способ получения электрической энергии из солнечного света с использованием фотоэлектрических элементов используется уже давно, по-настоящему интенсивно солнечная энергетика начала развиваться лишь в последние пять лет. Учеными всего мира ведутся масштабные работы по усовершенствованию существующих солнечных технологий и по поиску новых решений, обладающих высокой эффективностью. Исследовательская группа из немецкого института гелиоэнергетических систем имени Фраунгофера под руководством Франка Димрота (Frank Dimroth) разработала уникальный многослойный фотоэлектрический элемент, который способен преобразовывать в электрическую энергию 44.7 процента от падающего солнечного излучения. Широко используемые сегодня солнечные элементы весьма далеки от подобных показателей.
Несмотря на то, что ученым пока не удалось достичь целевой эффективности солнечного элемента в пятьдесят градусов, полученный результат сам по себе является выдающимся. Примечательно, что в показателе 44.7 процента эффективности сокрыто использование всего спектра излучения солнца – от инфракрасного до ультрафиолетового. Опытный читатель может отметить, что создание многослойных фотоэлектрических панелей сопряжено с высокими производственными затратами, поэтому будет сложно значительно снизить стоимость полученной энергии. Тем не менее, такие фотоэлектрические элементы могут быть с успехом использованы для получения энергии из концентрированного света, вплоть до двухсот девяноста семи раз превосходящего нормальную полуденную освещенность.
Следует отметить, что предыдущий рекорд эффективности фотоэлектрического элемента, а именно 43.6 процента, также принадлежал вышеназванному исследовательскому коллективу из Германии.
В новом фотоэлектрическом элементы применены четыре p-n-перехода, выстроенных наиболее оптимально для поглощения излучений с разной волновой характеристикой без потери эффективности.
При нормальных условиях, полупроводниковые элементы, которые входят в состав каждой мини ячейки, не могут быть выращены целиком. Для создания данной батареи решено было применить сращивание подложек, на которых были размещены полупроводниковые кристаллы. Применение такого подхода в ощутимо усложнило производственный процесс по сравнению с традиционными фотоэлектрическими элементами, однако благодаря этому удалось более чем в два раза повысить эффективность преобразования света в электроэнергию. При этом новые солнечные батареи могут иметь миниатюрные размеры, что в отдельных случаях позволит компенсировать их высокую стоимость.
Для максимального использования преимуществ новых фотоэлектрических элементов потребуется возведение концентрационной установке, что, как правило, не сложно как в техническом, так и финансовом, планах. Инсталляция подобных установок не требует специальных навыков и сложного оборудования. Также фокусирующие зеркала могут быть произведены в непосредственной близости от места установки.{odnaknopka}