Jak wyjaśniają, ich wysiłki doprowadziły do powstania nowatorskiego sposobu wytwarzania wysokowydajnych ogniw słonecznych z cienkiego krzemu krystalicznego. Wszystko to z wykorzystaniem znacznie mniejszej ilości krzemu niż zazwyczaj. O jakich oszczędnościach mówimy? Na przykład dla ogniwa 20 μm zużywa się około 1/8 ilości krzemu wymaganej w przypadku ogniwa o grubości 160 μm i takiej samej powierzchni.
Czytaj też: W Czarnobylu znowu będzie produkowana energia. Czy to bezpieczny pomysł?
Sami zainteresowani przekonują, że ich konfiguracja może cechować się sprawnością konwersji energii zbliżoną do osiąganej przez grubsze i stosowane komercyjnie odpowiedniki. W obecnej formie sprawność tego ogniwa wynosi 21,1%, napięcie jałowe to 684 mV, gęstość prądu zwarciowego 38,2 mA/cm2, natomiast współczynnik wypełnienia 80,8%.
Jak w ogóle powstały opisywane panele? Istotną rolę w ich produkcji odegrała metoda transferu warstw, która pozwala na przenoszenie warstwy materiału półprzewodnikowego z podłoża pierwotnego na docelowe. Aby stworzyć pory w materiale, wykorzystywany jest kwas fluorowodorowy. Poddana takim działaniom płytka krzemowa jest później wykorzystywana w formie podłoża do epitaksjalnego wzrostu monokrystalicznej warstwy krzemu.
Cienkowarstwowe monokrystaliczne ogniwo słoneczne zaprojektowane przez naukowców z Chin cechuje się niższymi kosztami produkcji i wysoką wydajnością
Ostatecznie owa warstwa jest odrywana od porowatego podłoża krzemowego. Efekt końcowy? Cienka monokrystaliczna płytka krzemowa typu p o grubości 20 μm. Ale członkowie zespołu badawczego zrobili coś jeszcze: osadzili wiele warstw pasywacyjnych wykonanych z tlenku glinu, azotku krzemu i tlenku krzemu za pomocą metody PECVD z przodu ogniwa.
Czytaj też: Paliwo odporne na ogień. Ta substancja zrewolucjonizuje nasz świat
Biorąc pod uwagę uzyskane rezultaty i zestawiając je z wynikami osiąganymi przez standardowe ogniwo słoneczne, gęstość prądu wzrosła z 34,3 mA/cm2 do 38,2 mA/cm2. Z kolei napięcie obwodu otwartego ogniwa wzrosło ze 632 mV do 684 mV, podczas gdy współczynnik wypełnienia urządzenia zmienił się z 76,2% a 80,8%, a wydajność zwiększyła się z 16,5% do 21,1%. Istotne będzie też obniżenie kosztów produkcji paneli słonecznych opartych na krzemie. Ten, wraz z perowskitami, stanowi obecnie podstawowy składnik paneli fotowoltaicznych wykorzystywanych na całym świecie.