Наиболее распространенные сегодня кремниевые фотоэлементы используют лишь часть солнечного света для получения электроэнергии. Остальная энергия теряется. Максимальную теоретическую эффективность солнечной батареи измеряют пределом Шокли — Квиссера. Ее рассчитывают из энергии фотона для одиночного p-n-перехода минус потери. Для кремния энергетическая щель составляет 1,3 эВ, предел Шокли — Квиссера — 33,7%. На практике это означает, что в наилучшем сценарии даже самый качественный фотоэлемент будет терять 77,3% падающего на него солнечного света.

В 2009 ученые из Университета Комплутенсе в Мадриде создали первый опытный фотоэлемент размером 1 см² и толщиной не более 50 нм, с контактами из золота и германия. В качестве материала они выбрали фосфид галлия и титан, поскольку энергетическая щель этого материала перспективнее, чем у кремния — 2,26 эВ.

В ходе экспериментов они обнаружили, что широкая энергетическая щель у образца увеличивает поглощение длин волн от 550 нм и более. Вероятнее всего, это происходит благодаря использованию титана. Теоретический потенциал такой панели — около 60%.

Тем не менее, исследователям потребовалось 15 лет на то, чтобы реализовать свою разработку, и даже сейчас устройство не готово для массового производства, пишет IE. Его эффективность остается крайне низкой. Впрочем, ученые не отчаиваются и намерены продолжать попытки создания эффективного фотоэлемента на основе титана.

Элементы из кремния и перовскита и прежде демонстрировали многообещающую эффективность преобразования, а теперь, как доказали ученые из Китая, они могут быть не только производительными, но и гибкими.