Солнечная батарея с прозрачной спиной экспресс

Оригинал: "Near 13% efficient semitransparent Cu(In,Ga)S2 solar cells with band gap of 1.6 eV on transparent back contact"
arXiv:2604.05837 · 2026-04-07 · CC BY 4.0 · 1 мин
Прозрачный задний контакт помогает одной солнечной батарее улавливать свет разных цветов.

Солнечная батарея обычно ловит свет одной стороной, а сзади у неё сплошная металлическая подложка. Здесь заднюю стенку сделали из прозрачного проводящего материала — оксида индия с оловом. Свет, который батарея не поглотила, проходит насквозь. Такую батарею можно поставить второй сверху: первая заберёт синюю часть спектра, а нижняя — красную, как два сита, поставленные друг за другом.

Материал батареи — соединение меди, индия, галлия и серы. Его ширина запрещённой зоны (расстояние, которое электрон должен перепрыгнуть, чтобы возник ток) — 1,6 электронвольта. Это как раз подходит для верхнего этажа: он прозрачен для красного света, но хорошо ловит синий. Чтобы батарея работала лучше, в неё добавляют натрий — тот же элемент, что в поваренной соли. Натрий заполняет дефекты в кристалле, как шпаклёвка заделывает трещины в стене, и ток течёт свободнее.

Тонкий прозрачный контакт позволил натрию просочиться из обычного стекла подложки — дополнительная добавка не понадобилась, и эффективность достигла 12,7%.

При высокой температуре роста (630 градусов Цельсия) кристаллы получаются ровнее, и батарея светится под ультрафиолетом в сто раз ярче — значит, меньше энергии теряется впустую. На границе с прозрачным контактом образуется тонкий слой оксида галлия. Он работает как полировка на деревянной мебели: закрывает поры и не даёт электронам застревать на краю. Но если этот слой слишком толстый, он начинает мешать току, как слишком толстый слой лака не даёт открыть ящик. Тонкий задний контакт решает эту проблему.

Оксид индия с оловом — тот самый прозрачный проводник, который работает в экранах смартфонов: он проводит ток, но не мешает видеть картинку.

Учёные
Ludwig BoltzmannKlaus von KlitzingLev LandauJohn BardeenWilliam Borucki
Понятия
перовскитный солнечный элемент солнечный элемент натриевый аккумулятор перенос энергии