Искусственный кестерит (Cu2ZnSnS4) — тонопленочный полупроводниковый материал, который можно наносить на гибкие поверхности.

По мнению ученых, кестерит может стать основой для высокоэффективной технологии пленочных солнечных элементов.

Кестерит был создан в качестве замены селениду меди-индия-галлия — эффективному, но дорогому материалу. Основная причина его высокой стоимости — присутствие в составе индия. Этот элемент относительно редок и к тому же необходим для производства дисплеев для смартфонов, что повышает его стоимость. К тому же индий токсичен, сотмечает Tech Xplore.

В кестерите индий и галлий заменили экологически чистыми, широко доступными и недорогими металлами — цинком и оловом. Эта замена проста и не требует значительных изменений в производственном процессе селенидовых солнечных ячеек. Полученный материал можно соединять с ячейками на основе кремния.

Единственный, но серьезный недостаток кестерита — низкий КПД. Чтобы материал стал коммерчески успешным, эффективность солнечных элементов с его использованием необходимо повысить хотя бы до 20%.

Достичь этой цели твердо намерена команда ученых из Австралии. За два года они четырежды повышали максимальный КПД кестеритных солнечных элементов.

На этот раз им впервые удалось превысить рубеж в 10% — теперь эффективность солнечных элементов достигает 11%. В начале исследований показатель составлял лишь 7,6%. Исследователи рассчитывают, что в обозримой перспективе достигнут отметки в 15-20%.

Для развития чистой энергетики важно не только эффективно улавливать солнечную энергию, но и хранить ее. На этом направлении тоже есть значительные успехи. Исследователям удалось создать молекулу, которая повышает срок службы проточных органических элементов до рекордных значений.