Солнечные элементы нового поколения: меньше, дешевле, эффективнее

Инженеры Университета Оттавы вместе с национальными и международными партнерами добились первого в мире успеха, изготовив первые микрометрические фотоэлектрические элементы с задним контактом.

Ячейки, размер которых в два раза превышает толщину пряди волос, имеют значительные преимущества перед традиционными солнечными технологиями, уменьшая затенение, вызванное электродами, на 95% и потенциально снижая затраты на производство энергии почти в три раза.
Технологический прорыв – под руководством Матье де Лафонтена, постдокторанта Университета Оттавы и профессора физики по совместительству; и Карин Хинцер, заместитель декана по исследованиям и заведующий кафедрой исследований фотонных устройств для энергетики на инженерном факультете, – прокладывает путь к новой эре миниатюризации в области электронных устройств.
Процесс производства микрометрических фотоэлектрических элементов осуществлялся в сотрудничестве между Университетом Оттавы, Университетом Шербрука в Квебеке и Лабораторией микроэлектронных технологий в Гренобле, Франция.

«Эти микрометрические фотоэлектрические элементы обладают замечательными характеристиками, включая чрезвычайно малый размер и значительно уменьшенное затенение. Эти свойства пригодны для различных применений: от уплотнения электронных устройств до таких областей, как солнечные элементы, легкие ядерные батареи для освоения космоса и миниатюризация устройств для телекоммуникаций и Интернета вещей», — сказал Хинцер.

Прорыв с огромным потенциалом

де Лафонтен добавил: «Этот технологический прорыв обещает значительные выгоды для общества. Менее дорогие и более мощные солнечные элементы помогут ускорить энергетический сдвиг. Легкие ядерные батареи облегчат освоение космоса, а миниатюризация устройств будет способствовать развитию Интернета вещей и приведет к появлению более мощных компьютеров и смартфонов. Разработка этих первых микрометрических фотоэлектрических элементов с обратным контактом является решающим шагом в миниатюризации электронных устройств».

Хинцер прокомментировал: «Полупроводники жизненно важны для перехода к углеродно-нейтральной экономике. Этот проект — одна из многих исследовательских инициатив, которые мы реализуем на инженерном факультете для достижения наших социальных целей».

Полупроводники включены в три из пяти направлений исследований инженерного факультета, а именно информационные технологии, фотоника и новые материалы, и в два из четырех стратегических направлений исследований Университета Оттавы, а именно создание устойчивой окружающей среды и формирование цифровой мир.
Это международное партнерство между Канадой и Францией иллюстрирует важность инноваций и исследований в микропроизводстве, прокладывая путь к будущему, в котором технологии станут более мощными и доступными, чем когда-либо.

Это также знаменует собой исторический шаг в эволюции глобальной научно-технической сцены.

Эта инициатива финансировалась Советом естественных наук и инженерных исследований Канады, Фондом исследований природы и технологий Квебека, программой Horizon Europe Framework, Prompt Québec и STACE Inc.
Они сообщают о списке применений, помимо солнечных батарей, которые могут стать дополнительным толчком к принятию на рынке. Сокращение затрат — это всегда хорошо, но еще рано думать, что технология сократит затраты в три раза в какой-либо области. Инженерам-технологам потребуется очень тщательное исследование и время, чтобы оценить, как эта технология может быть интегрирована в существующее производство.

Тем не менее, остается надеяться, что стоимость запуска этой технологии будет достаточно низкой, чтобы обеспечить новую волну производства в Западном полушарии до того, как технология будет принята в Азии.