A napelemek hatásfoknövelésére tett kísérletek során a kutatók egyre jobban koncentrálnak az infravörös tartományra is. A napfény energiájának mintegy negyede azért megy veszendőbe a jelenlegi napelemeknél, mert ezen hullámhosszokat nem, vagy nem hatékonyan tudják elektromossággá alakítani. Az úgynevezett fekete szilícium nem jár ilyen hátránnyal: esetében a cellák felületét úgy változtatják meg, hogy azok az infravörös fényt jobban nyeljék el és kevésbé verjék vissza.

A Fraunhofer Heinrich-Hertz Intézetének kutatói kifejlesztettek egy új eljárást, amellyel a fekete szilícium hatásfoka megkétszerezhető. A manapság elérhető gyártási eljárásokba integrálva a technika a napelemek jelenlegi kb. 17%-os átlagos hatásfokát további egy százalékkal tudja megnövelni. A gyártás költségeitől függően ez a napenergiából származó áram árának további csökkenéséhez vezethet.

A fekete szilícium készítése során a napelemeket kéngőz hozzáadása mellett lézerfénnyel sugározzák be. A cellák textúrája ezáltal úgy változik meg, hogy az az infravörös tartományt jobban nyeli el. "Ez strukturálja a felületet és kénatomokat épít be a szilíciumrácsba" - magyarázta Dr. Stefan Kontermann, a kutatócsapat vezetője.

A Fraunhofer kutatóknak úgy sikerült javítaniuk a fekete szilícium hatásfokán, hogy a lézerimpulzusokat pontosabban irányítják, amelyek a kénatomokat a szilíciumkristályba hajtják. A kénatomok jobb elrendezése csökkenti azt az infravörös fénymennyiséget, amely az elektronok gerjesztéséhez szükséges.

A kutatók már megépítették a cella prototípusát a laborjukban, most egy algoritmuson dolgoznak, amely a lézer irányítását tovább optimalizálja. Ha minden jól megy, akkor cégalapításba fognak, amely az ötletből kereskedelmi terméket faragna. A technikának köszönhetően a gyártók a jövőben kombinálhatnák a sima és a fekete szilíciumot napelemeikben.