По заказу Министерства энергетики США разработана технология, позволяющая наделить практически любой полупроводник свойствами фотоэлемента. На её основе в ближайшее время будут созданы условия для производства солнечных панелей с низкой себестоимостью.

Исследователями из Национальной лаборатории Лоренса Беркли и университета Калифорнии предложена методика, позволяющая использовать для нужд фотоэлектроники распространённые химические соединения, ранее считавшиеся непригодными.

В эксперименте с оксидом меди наилучших результатов добились, придав верхнему электроду форму площадки с микроскопическими выступами. При использовании кремния наиболее оправданной оказалась форма одноатомной плёнки.

Геометрия электродов при использовании оксида меди (слева) и монокристаллического кремния (справа)

Методика фактически открывает новое направление под названием “скрининг-инженерная полевая фотоэлектроника” (screening-engineered field-effect photovoltaics – SFPV). Она основана на прецизионном изменении концентрации носителей заряда в полупроводнике под действием внешнего электрического поля.

Оксиды металлов, сульфиды и фосфиды, теперь могут применяться при создании недорогих и эффективных солнечных батарей. Новая технология не требует применения редких химических элементов или затратных производственных стадий, таких как высокотемпературные реакции.

Исследования показали, что стабильные p-n переходы можно формировать, сочетая практически любые полупроводники и материалы электрода. Главными условиями являются точно рассчитанные значения внешнего электрического поля и оптимально подобранная геометрия электродов.