Дослідники з університету Аальто (Aalto University of), Фінляндія, встановили новий рекорд по ефективності перетворення сонячного світла в електричну енергію для кремнієвих сонячних батарей. Ключем до цього досягнення, яке на цілих чотири відсотка перевищило попередній рекордний показник, став так званий чорний кремній, а сонячні батареї на основі такого кремнію здатні ефективно збирати світло, падаюче на поверхню під великими кутами.Чорний кремній виходить із звичайного кремнію, на поверхні якого вирощується щільний «ліс» з нанорозмірних кремнієвих голок. Таке перетворення поверхні робить матеріал менш світловідбиваючим за рахунок утворення оптичних пасток, що уловлюють фотони світла, які падають під великим кутом до площини поверхні. Такий тип сонячних батарей є ідеальним рішенням для отримання енергії в районах, розташованих на великих висотах, крім цього, такі сонячні батареї будуть дешевші в порівнянні із звичайними, оскільки вони не потребують нанесенні спеціального антиблікового покриття.Головна проблема, яка поки що перешкоджає поширенню сонячних батарей з чорного кремнію, є так званою рекомбінацією носіїв електричного заряду. Коли фотон світла стикається з атомом кремнію, енергія фотона вивільняє електрон, з яких, як відомо, утворюється електричний струм. Досить часто цей електрон знову об’єднується з порожнім місцем, електронної діркою, а енергія фотона світла витрачається даремно, перетворюючись в нікому не потрібне тепло. Кількість таких рекомбінацій прямо пропорційно площі кремнію, а в чорному кремнії, що володіє великою площею, кількість втраченої енергії складає приблизно половину.Збільшення показника ефективності до 22.1 відсотка стало можливим завдяки використанню тонкої алюмінієвої плівки, що покриває поверхню нанорозмірних структур, яка виступила в якості хімічного та електронної захисту, перешкоджаючи рекомбінації носіїв електричного заряду. Крім цього, у новій сонячній батареї використовувалися додаткові металеві провідники, які поліпшили відведення вільних електронів.Використані дослідниками два методи дозволили зберегти від рекомбінації всього чотири відсотки від вироблюваної енергії. Тим не менш, потенціал даної технології ще далеко не вичерпаний. У найближчому майбутньому вчені виготовлять сонячні батареї на основі чорного кремнію n-типу, а не p-типу, в яких будуть використані ще деякі нові рішення та матеріали, що дозволить збільшити їх ефективність ще на деяку величину.