`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Новая конструкция поможет преодолеть теоретический предел эффективности солнечных батарей

+22
голоса

Исследователи из Пенсильванского университета и университета Дрекселя экспериментально продемонстрировали новый подход к конструированию солнечных батарей. В конечном итоге он позволит сделать их менее дорогими, упростить их производство и повысить эффективность преобразования солнечной энергии. Об этом рассказывается в последнем номере журнала Nature.

Обычные солнечные элементы состоят из двух материалов: один поглощает свет, другой проводит электрический ток. Если возбужденный электрон пересекает поверхность раздела между этими материалами, он уже не может вернуться обратно, таким образом, задается направление тока.

Существует, однако, небольшая группа материалов, в которых фотоэлектрон сразу движется в определенном направлении, без пересечения интерфейсов. Это явление, называемое объемным фотоэлектрическим эффектом, в противоположность обычному «интерфейсному», известно с 70-х годов прошлого века. До недавнего времени оно наблюдалось только для ультрафиолетового излучения, тогда как большая часть солнечной энергии сосредоточена в видимом и инфракрасном диапазонах.

Обнаружение материала, способного демонстрировать объемный фотоэлектрический эффект для видимого света, позволило бы значительно упростить конструкцию солнечных элементов. Кроме того, это могло бы помочь обойти фундаментальное ограничение эффективности, внутренне присущее интерфейсным батареям — предел Шокли-Квейссера.

Работы с целью получения нового материала начались более пяти лет назад. Исследователи пытались его синтезировать как смесь «родительского» материала, отвечающего за объемный фотоэлектрический эффект, и добавки, изменяющей запрещенную зону для поглощения фотонов видимого спектра.

Новая конструкция поможет преодолеть теоретический предел эффективности солнечных батарей

После нескольких неудач с кристаллами перовскита, ученые добились успеха для комбинации ниобата калия (родительский материал) и ниобата бария никеля, формирующего требуемую запрещенную зону.

Наличие у этого материала нужной кристаллической структуры было подтверждено методами рентгеновской кристаллографии и рамановской спектроскопии. Помимо переключаемой полярности новый материал позволяет настраивать размер запрещенной зоны, изменяя процентное содержание ниобата бария никеля — еще одно преимущество по сравнению с интерфейсными солнечными элементами.

«Таким образом, мы можем выращивать один материал, но понемногу менять его состав, получая единое вещество, ведущее себя подобно многопереходной солнечной батарее», — говорит Раппе (Andrew M. Rappe), профессор университета Пенсильвании и ведущий автор статьи.

Это семейств материалов еще более привлекательно благодаря тому, что изготовляется из недорогих и нетоксичных компонентов, в отличие от сложных полупроводников, используемых в современных высокоэффективных тонкопленочных солнечных элементах.


Все про современные облачные технологии!
Онлайн-конференция Google Cloud Next 20’ OnAir — старт 29 сентября!

+22
голоса

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Slack подает жалобу на Microsoft и требует антимонопольного расследования от ЕС

 
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT