Първи прототип на фотоволтаична клетка от галиево-титаниев фосфид с потенциална ефективност от 60%

Испански специалисти обявиха за създаването на първата в света фотоволтаична клетка от среден диапазон, изработена от галиев фосфид и титан. Устройството потенциално е в състояние да осигури ефективност на преобразуване на слънчевата енергия в електрическа на ниво от 60% при дължина на вълната от 550 nm. Засега обаче има какво да се желае по отношение на нейната ефективност.

Най-разпространените днес силициеви фотоволтаични клетки използват само част от диапазона на слънчевата светлина, за да генерират електричество. Останалата част от енергията се губи. Максималната теоретична ефективност на една слънчева клетка се измерва чрез границата на Шокли-Куисер. Тя се изчислява на базата на енергията на фотоните за един p-n преход минус загубите. За силиция енергийната разлика е 1,3 eV, а границата на Шокли-Куайсер е 33,7%. На практика това означава, че във възможно най-добрия случай дори най-качествената фотоволтаична клетка ще изгуби 77,3% от падащата върху нея слънчева светлина.

През 2009 г. учени от университета Комплутенсе в Мадрид създават първия прототип на фотоволтаична клетка с размери 1 cm² и дебелина не повече от 50 nm, с контакти, изработени от злато и германий. Те избират за материал галиев фосфид и титан, тъй като енергийната междина на този материал е по-обещаваща от тази на силиция – 2,26 eV.

По време на експериментите те установяват, че широката енергийна междина в образеца увеличава поглъщането на вълните с дължина от 550 nm и повече. Това най-вероятно се дължи на използването на титана. Теоретичният потенциал на този слънчев елемент е около 60%.
Въпреки това на изследователите са били необходими 15 години, за да реализират разработката си, а дори и сега устройството не е готово за масово производство, пише IE. Ефективността му остава изключително ниска. Въпреки това учените не се отчайват и възнамеряват да продължат да се опитват да създадат ефективен фотоелемент на базата на метала титан.