Слой металла улучшит поглощение света в солнечной батарее

Неделю назад мы уже писали о разработке Стэнфордского университета, позволяющей сделать верхний электрод солнечных батарей практически прозрачным с сохранением им высокой электропроводности. Падающий свет улавливался и проводился в активный слой наностержнями, проступающими сквозь отверстия в металлической сетке электрода.

Как это часто бывает, к продуктивной идее приходят практически одновременно в разных местах. Сводная команда Иллинойского университета в Урбана-Шампани и Массачусетского университета в Лоуэлле использовала запатентованный ими метод химического травления в присутствии металла (metal-assisted chemical etching), MacEtch, для погружения перфорированной металлической пленки в полупроводник. В итоге получался «лес» вертикальных полупроводящих стержней, выдавленных сквозь наноотверстия в металлической сетке.

Исследователи показали, что такой металлический электрод, экранирующий примерно половину поверхности, пропускает до 90% падающего или исходящего света. Что интересно, без этого электрода, полупроводник способен поглощать существенно меньше света — лишь около 70%.

«Наностержни усиливают оптическую пропускную способность, а металлическая пленка обеспечивает электрический контакт. Знаменательно, что нам удалось одновременно улучшить обе характеристики», — отметил Жунью Лю (Runyu Liu) из Иллинойса, один из авторов статьи, вышедшей в Advanced Materials.

Ученые продемонстрировали также возможность настройки оптических свойств материала. Для этого они изменяли размеры металлической пленки и глубину её внедрения в полупроводник.

В дальнейшем, авторы планируют интегрировать наноструктурированные контакты в оптоэлектронные устройства, оптимизируя оптические и электронные характеристики последних в широком диапазоне: от видимого света до дальнего инфракрасного спектра.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365