Использование новой комбинации материалов в сочетании со стандартной конструкцией позволило упустить технологию создания высокоэффективных солнечных батарей, исключив из неё легирование.

Эффективность работы солнечных элементов на основе кристаллического кремния с легированными контактами может превышать 20%, тогда как без легирования кремниевые батареи до сих пор достигали, от силы, 14%. Но добавление в материал посторонних атомов для управляемого изменения его свойств ведёт к усложнению и удорожанию конечного устройства, может негативно влиять на его производительность и вводит много ограничений, препятствующих дальнейшему совершенствованию солнечных батарей.

Кремниевый элемент, разработанный в Berkeley Lab при участии специалистов из Калифорнийского университета (UC Berkeley), Национального университета Австралии (ANU) и швейцарского Федерального технологического института Лозанны (EPFL), даже без легирования демонстрирует среднюю эффективность преобразования энергии 19%. В статье для журнала Nature Energy ученые показали, что такой солнечный элемент можно изготовить всего за семь технологических этапов.

В конструкции, получившей название DASH (Dopant Free Asymmetric Heterocontact), используется основа из кристаллического кремния, на которой размещаются слои аморфного кремния. Поверх них методом теплового испарения при комнатной температуре с солнечной стороны наносится покрытие из оксида молибдена, а с обратной — из фторида лития. При толщине, составляющей десятки нанометров, эти покрытия действуют как нелегированные контакты, соответственно, для дырок и электронов. Оба материала прозрачны и имеют подходящую для солнечных батарей комплементарную структуру,

Участники исследования планируют продолжить тестирование различных сочетаний материалов в надежде добиться дальнейшего увеличения эффективности солнечных батарей. Они также предполагают, что предложенную комбинацию материалов можно адаптировать для улучшения производительности полупроводниковых транзисторов за счёт уменьшения их контактного сопротивления.