Корпорация Sharp (Япония) представила трёхслойный фотоэлемент на индиево-галлий-арсенидной основе с КПД в 43,5%. Новинка действует вместе с системой линз, которая концентрирует солнечное излучение до интенсивности, в 306 раз превосходящей обычную.

Хотя формально этот фотоэлемент состоит из трёх слоёв, в действительности всё несколько сложнее. Верхний индий-галлий-фосфорный слой отвечает за фиолетовую часть видимого спектра. Затем, после туннельного соединяющего слоя, идёт арсенид галлия (средний слой), работающий с зелёной частью спектра. Наконец, после дополнительного туннельного соединения и буферного слоя располагается индий-галлий-арсенидный слой, преобразующий свет красной части видимого спектра.

Рис. 1. Sharp, давно производящая фотоэлементы для японских КА, рассматривает возможность вхождения на энергетический рынок, концентрируя солнечный свет линзами Френеля. (Здесь и ниже иллюстрации Sharp).

Результат, полученный Sharp, уже подтверждён Институтом солнечной энергетики общества Фраунгофера (Германия), который является общепризнанным «арбитром» при измерении эффективности фотоэлементов. Напомним, что предыдущий рекорд (2011 года), также заявленный равным 43,5% (при тысячекратной концентрации солнечного света), так и не прошёл независимого подтверждения во Фраунгоферовском институте.

Рис. 2. Фотоэлемент-рекордсмен имеет размеры 0,5×0,5 см; при этом он модульный, что позволяет собирать на его основе относительно большие солнечные батареи.

Как вы уже догадались, экзотические компоновка и материалы нового многослойного фотоэлемента связаны с его будущим назначением: Sharp с 1967 года разрабатывает солнечные батареи для космической отрасли. Тем не менее представители компании уже заявили о намерении создать версию для солнечных электростанций с параболическими концентраторами, широко применяемыми в настоящее время. По их мнению, солнечные электростанции, которые концентрируют энергию на гелиотермальных башнях, продуцирующих пар, по определению не могут дать КПД более 33%,

в то время как многослойные фотоэлементы уже сегодня обеспечивают 43,5% и, согласно расчётам, имеют теоретический потенциал, превышающий 50%.

Другие возможные приложения Sharp-разработки включают компактные солнечные батареи, концентрирующие солнечный свет при помощи линз Френеля.