UNSW зерттеу тобы сүрме халькогенидіне негізделген күн батареялары үшін 10,7% сертификатталған тиімділікке қол жеткізді — бұл материал үшін әлемдегі ең озық расталған нәтиже. Жұмыс Nature Energy журналында жарияланған және алғаш рет сүрме халькогенидін саладағы рекордтық жетістіктерді тіркейтін күн элементтерінің тиімділігінің халықаралық кестелеріне енгізуді қамтамасыз етті.
Сүрме халькогениді тандемдік күн элементтері деп аталатын перспективалы материалдардың бірі ретінде қарастырылады, мұнда бірнеше қабаттар күн спектрінің әр түрлі бөліктерін сіңіріп, жалпы электр энергиясын өндіруді арттырады. Мұндай шешімдер күн энергиясын дамытудың негізгі бағыты болып саналады.
UNSW фотоэлектрлік және жаңартылатын энергетика мектебінің зерттеу жетекшісі, профессор Сяоцзин Хаоның айтуынша, бүгінде саланың басты міндеті — кремниймен біріктірілген тандем элементтерінің жоғарғы қабаты үшін оңтайлы материалды табу. Оның айтуынша, сүрме халькогениді физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты ең перспективалы үміткерлердің бірі болып табылады.
Материалдың бірқатар артықшылықтары бар: ол қолжетімді және салыстырмалы түрде арзан элементтерден тұрады, жоғары тұрақтылыққа ие, өйткені бейорганикалық және қалыңдығы шамамен 300 нанометр болатын өте жұқа қабатта да жарықты тиімді сіңіреді. Сонымен қатар, оны төмен температурада қолдануға болады, бұл өндіріс кезінде энергия шығынын азайтады және технологияны масштабтауды жеңілдетеді.
Ұзақ уақыт бойы сүрме халькогенидінің тиімділігі 10%-дан аспады. UNSW ғалымдары негізгі мәселе материалдың құрылымындағы күкірт пен селеннің біркелкі таралмауы екенін анықтады, бұл зарядты тасымалдауға энергетикалық тосқауыл жасады. Шешім өндіріс процесінде аз мөлшерде натрий сульфидін қосу болды, бұл химиялық реакцияларды тұрақтандырды және сіңіру қабатының құрылымын жақсартты.
UNSW зертханалық жағдайында жаңа элементтер 11,02% тиімділікке қол жеткізді, ал австралиялық CSIRO ғылыми ұйымының тәуелсіз сертификаты 10,7% көрсеткішті растады.
Әзірлеушілер материалдың әлеуеті классикалық күн панельдерінен асып түсетінін атап өтті. Аса жұқа, мөлдір және жоғары екіжақты сезімталдықтың арқасында сүрме халькогениді «күн терезелеріне» және басқа да біріктірілген шешімдерге жарамды. Материал аз жарықта да жақсы жұмыс істейді, бұл оны датчиктерді, ақылды құрылғыларды және үй ішіндегі электрониканы қуаттандыру үшін перспективалы етеді.
Алдағы жылдары UNSW тобы химиялық пассивтеу арқылы материал ақауларын азайтуға назар аударуды жоспарлап отыр. Ғалымдар қысқа мерзімде тиімділікті 12%-ға дейін арттыруға болады деп санайды.