Структура нано-сэндвича позволит уменьшить толщину солнечных ячеек в 7 раз

В Университете штата Северная Каролина учеными найден способ, как уменьшить толщину тонкопленочных солнечных ячеек не ухудшая их способность поглощать солнечную энергию. Созданный ими «наносэндвич» имеет толщину активного слоя аморфного кремния всего 70 нм. В более традиционных тонкопленочных ячейках этот слой материала, собственно поглощающий солнечное излучение, имеет толщину от 300 до 500 нм.

Новый метод, описанный в недавнем номере онлайнового журнала Nano Letters, способен существенно снизить себестоимость производства солнечных батарей, тем более что он базируется на стандартных технологических процессах и приложим ко многим другим материалам тонкопленочных ячеек, таким как теллурид кадмия, селенид меди, индия и галлия, и органические материалы.

На начальном этапе литографическим методом на подложку наносится рисунок, очерчивающий контуры структур из прозрачного диэлектрика размерами 200-300 нм. Затем подложка и диэлектрик покрываются тонким слоем активного материала (аморфного кремния) и, в заключение, еще одним слоем диэлектрика.

Ключевым аспектом данной методики, по словам исследователей, является использование диэлектрических слоев, действующих как очень эффективные оптические антенны, концентрирующие солнечный свет на заключенной между ними прослойке активного материала. Именно эта фокусировка позволяет уменьшить толщину аморфного кремния без ущерба для эффективности преобразования.

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