Японский национальный институт передовых прикладных наук и технологий (AIST) создал гибкие солнечные батареи с довольно высоким КПД. При этом в новинке не используется кремний, она отличается сравнительно низкой стоимостью и простотой массового изготовления.

Технология фотоячеек на базе CIGS при должном развитии способна оказаться существенно дешевле, чем батареи на основе кристаллического кремния. Однако по КПД CIGS-панели пока заметно уступают лучшим кремниевым соперникам.

Новые фотоэлектрические преобразователи основаны на полупроводниковом материале селенид меди-индия-галлия (CIGS), который уже применяется в солнечных панелях, в том числе в тонкоплёночных.

Как утверждает AIST, одна из проблем заключалась в формировании в финальном материале полупроводника p-типа с определённой концентрацией носителей заряда. Достигается это добавлением щелочных металлов, например, натрия в виде селенида натрия или фторида натрия. Но их применение связано с рядом трудностей и не обеспечивает одинаковых результатов от образца к образцу (а это важно для серийного выпуска). Теперь придуман новый метод создания тонкоплёночных солнечных батарей на основе CIGS – Alkali-Silicate glass thin layer (ASTL).

Сначала на гибкую подложку наносится тонкий слой щелочносиликатного стекла. После стекла к будущей батарее добавляют все остальные слои: задний электрод, абсорбирующий свет CIGS-слой, буферный слой, передний прозрачный электрод и антибликовое покрытие. Щелочные металлы проникают сквозь задний электрод и благодаря диффузии попадают в CIGS-слой. Это облегчает добавление щелочного металла в основной слой батареи и обеспечивает добавление нужного элемента в точно выверенном количестве.

В качестве подложки для солнечных ячеек новой разновидности институт использовал 3 материала: гибкую керамику, тонкий прозрачный пластик и титановую фольгу с грубой рельефной поверхностью. С гибкой керамикой фотоэлектрические преобразователи показали КПД 17,7%. Аналогичные параметры батарей с полимерной подложкой и титановой фольгой составили 14,7% и 17,4%.