Альтернативные источники энергии с каждым годом становятся популярнее. Причин тому множество, но главная — безопасность для экологии, так как при производстве электроэнергии не происходит вредных выбросов CO2 в атмосферу, отсутствуют риски радиационного заражения в случае аварии, не нарушается природный баланс, как с ГЭС, которым для генерации нужны плотины и т. д.
Однако полный переход на альтернативную энергетику пока ещё невозможен ввиду того, что экологически чистые станции отстают от традиционных по эффективности экономических показателей вследствие невысокого КПД.
В первую очередь это касается солнечных электростанций. В среднем, эффективность солнечных панелей составляет от 20 до 27 %, что крайне мало для того, чтобы сделать солнце основным источником энергии.
Возможно, ситуацию удастся исправить с помощью современных высокотехнологичных разработок, одну из которых представили американские учёные из Национальной лаборатории возобновляемой энергии, расположенной в Соединённых Штатах Америки. Исследователи сконструировали фотоэлемент, способный составить конкуренцию большинству тепловых электростанций. Его эффективность приближается к 50 % — рекордный показатель среди всех аналогичных разработок.
Создатели назвали устройство «Солнечный элемент III-V с шестью контактами». Скорее всего, это рабочее название, но оно точно отражает принцип функционирования солнечного элемента — 6 типов активных фотослоёв, выполненных из различных материалов. Готовая солнечная панель не превосходит по толщине человеческий волос.
Свои высокие показатели генерации новый фотоэлемент проявляет только при яркости света в 143 раза превосходящей обычную. Усилить стандартный солнечный свет можно с помощью фокусировки. Если не использовать направленный пучок света, то панель показывает энергоэффективность на уровне 40 %.
Ещё одним итогом масштабной исследовательской работы стал «тандемный фотоэлемент». Он состоит из двух активных поверхностей — перовскитной, улавливающей дневной свет, а вторая, под название м CIGS, включает в себя такие вещества как медь, индий, галлий и селен — эта панель активизируется под воздействием инфракрасного спектра излучения. Для надёжного контакта между поверхностями используется слой атомов рубидия.
Энергетическая эффективность «СиАйДжиЭс» чуть выше 24 %, но их главное достоинство — малый вес и отличная гибкость. Эти свойства хорошо подходят для использования CIGS в космических летательных аппаратах.
