Солнечные батареи из гибких материалов дадут возможность сделать так, чтобы электроэнергию генерировала поверхностью произвольной формы, а не только плоскости. Это заметно расширит область применения солнечных батарей. Кроме того, изготовление рулонным методом существенно снизит себестоимость их изготовления. Гибкие панели уже сделаны, но их коэффициент полезного действия достаточно низок.
Учёные из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологии (EMPA) показали гибкий солнечный элемент на базе CIGS-соединения с рекордной эффективностью 21,38%. Предыдущее достижение исследователей у ячейки этого типа было КПД 20,8%. Разница достаточно мала, но это не первое улучшение за последние два десятка лет.
Самая первая ячейка типа CIGS (из соединения меди, индия, галлия и селена) была создана в EMPA в 1999 году. Она имела коэффициент полезного действия на уровне 12,8%. В 2005 году исследователи подняли эффективность ячейки до 14,1%, а ещё через пять лет – до 17,6%. В 2011 году КПД получилось увеличить до 18,7% и 20,4% в 2013 году. Ещё спустя 6 лет КПД смогли увеличить до 20,8%. На данный момент эффективность CIGS-ячеек приблизилась к показателям самых массовых панелей из кристаллического кремния.
Шаг вперёд произошёл благодаря улучшению технологии низкотемпературного совместного испарения материалов для выращивания полупроводниковой плёнки поверх тонкого полимерного слоя. Новая настройка состава плёнки и щелочных легирующих добавок дала возможность ещё немного усовершенствовать эффективность. Это было подтверждено тестированием в Институте солнечных энергетических систем Фраунгофера в Германии.
Новый элемент сохранял КПД 21,38% на протяжении нескольких месяцев. Это означает, что технология достаточно надёжна и хотя бы относительно долговечна. О коммерческом производстве речь пока не идёт и вряд ли это вопрос ближайшего времени.
Ячейки CIGS хорошо показали себя также в тандемных парах с иными фотоэлектрическими элементами. В частности, группа из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (Helmholtz Zentrum Berlin, HZB) сделала солнечный элемент с эффективностью 24,16%. Их ячейка состояла из слоёв CIGS и перовскита. Один преобразовывал энергию инфракрасного излучения, а второй – видимого.
