Японским Национальным институтом материаловедения (National Institute of Materials Science, NIMS) представлен прототип солнечных ячеек на основе нитрида бора (BN), прозрачных для видимого света. Ученые возлагают большие надежды на нитрид бора как материал для создания полупроводника с широкой запрещенной зоной и построения ультрафиолетовых лазеров и прозрачных транзисторов. Но до сих пор проблема заключалась в сложности введения примеси, необходимой для получения полупроводника, в этот нитрид.

NIMS разработал собственный процесс введения примеси в тонкую пленку нитрида бора высокой плотности для успешного получения BN/Si-гетеродиода. Прототипы солнечных ячеек, основанные на диоде, показали эффективность на уровне 2%. BN-полупроводник p-типа был получен введением кремния в качестве примеси, при этом синтезированный нитрид бора высокой плотности имеет решетку, напоминающую структуру алмаза (sp³-гибридизация). По этому методу солнечная ячейка изготавливается из гетеродиода, который включает подложку из кремния (n-тип) и нитрид бора (p-тип), сформированный на подложке. Кроме того, микроконусы, покрывающие поверхность тонкой пленки, способны повысить эффективность поглощения света, поскольку эти конусы снижают количество отраженного солнечного света, говорят в институте.

NIMS планирует запустить солнечные ячейки на BN/Si-гетеродиодах в коммерческое производство, целевыми направлениями для этой разработки ученые называют беспилотные системы наблюдения и устройства, используемые в космосе, с повышенными показателями прочности, надежности и устойчивости к агрессивной внешней среде. Также планируется разработка BN-полупроводника n-типа в дополнение к p-типу для создания гомогенного диода.

Использование BN-гомогенного диода дает возможность разработать солнечные ячейки, прозрачные для видимого света. Это позволит, например, получить окно в солнечной батарее, расположенной на крыше автомобиля, или подключать накопители энергии к солнцезащитным очкам или окнам здания также являющимися ячейками, считают в институте.