Fotovoltaické články s povrchem z černého křemíku dosáhly účinnosti přes 22 %

Nanostrukturování křemíkových povrchů – známé jako černý křemík – je slibným přístupem k odstranění reflexe na předním povrchu fotovoltaických článků bez potřeby konvenční antireflexní vrstvy. Mohlo by to vést ke zvýšení efektivity a snížení výrobních nákladů solárních článků. Výsledkem dosavadních pokusů o aplikaci černého křemíku byly fotovoltaické články s účinností nižší než 20% v důsledku zvýšené rekombinace nosičů náboje v nanostrukturovaném povrchu.

Výzkumníci z Aalto University (Finsko) ve spolupráci s kolegy z Universitat Politècnica de Catalunya (Španělsko) ukázali, že konformní film oxidu hlinitého může vyřešit problém povrchové rekombinace solárních článků s povrchem z černého křemíku tím, že poskytuje vynikající chemickou a elektrické pasivaci.

Podařilo se dosáhnout účinnosti 22,1 %, a to u článků s kontakty na zadní straně, kde transport nosičů náboje je velmi citlivý na pasivaci předního povrchu. To naznačuje, že problém povrchové rekombinace je skutečně vyřešen a černé křemíkové solární články mají potenciál pro průmyslovou výrobu. Výsledek potvrdilo nezávislé měření ve Fraunhofer ISE CalLab.

Kromě toho se ukázalo, že použití černého křemíku může vést ke zvýšení denní výroby elektřiny o 3%, ve srovnání se standardním článkem se stejnou účinností, vzhledem k lepší absorpci při nižších úhlech dopadu slunečního záření.