Сонячні панелі перетворюють в електроенергію тільки три чверті енергії сонячних променів. Таким чином, до невисокого ККД додається ще й втрата всієї інфрачервоної частини спектру, що є неприпустимим марнотратством. Вчені з Інституту Фраунгофера розробили новий матеріал для сонячних комірок, який вловлює і інфрачервоне світло.

Матеріал під назвою чорний кремній дуже перспективний, і нещодавно німецьким вченим вдалося подвоїти ефективність сонячних комірок на його основі.

Через те, що чверть енергії сонячних променів сонячні панелі попросту не можуть перетворити в електроенергію, не тільки втрачається енергія, але і відбувається нагрівання сонячних панелей, що знижує їх термін служби і ще більше зменшує ККД. Одним із способів подолання цієї проблеми є використання чорного кремнію, матеріалу, який поглинає майже все сонячне світло, у тому числі інфрачервоне випромінювання, і перетворює його в електроенергію.

Чорний кремній отримують шляхом опромінення стандартного кремнію фемтосекундними лазерними імпульсами в газовому середовищі, що містить сірку. У ході цього процесу атоми сірки приєднуються до атомної решітки кремнію. У звичайному кремнії інфрачервоному світлу не вистачає енергії для збудження електронів і перетворення їх в електроенергію. Це як висока стіна, яку не можна подолати одним стрибком. Але завдяки включенню атомів сірки чорний кремній утворює свого роду проміжні рівні, які полегшують «перескакування» електронів. Змінюючи параметри лазерного імпульсу, вчені змогли змінити висоту проміжних рівнів і збільшити віддачу електронів до максимального рівня.

Спочатку розробники планують просто додавати комірки з чорного кремнію в звичайні сонячні панелі. Комірки-тандеми із звичайного і чорного кремнію будуть всього на пару відсотків ефективнішими звичайних, але зате таким чином можна модернізувати велику кількість існуючих сонячних панелей, що дасть хороший приріст енергії.

У перспективі чорний кремній можна буде використовувати як основний матеріал для виготовлення сонячних панелей, хоча для цього буде потрібна розробка спеціальних автоматичних лазерних установок.