Новости

28 июля, 2022 13:35

Российские физики разработали черный поглотитель света для солнечных батарей будущего

Источник: Газета.ru
Российские ученые из института автоматики и процессов управления ДВО РАН создали новый материал для создания солнечных элементов и инфракрасных фотодетекторов нового поколения с повышенной энергоэффективностью, об этом «Газете.Ru» сообщили в пресс-службе РНФ.
Образец нового материала. Источник: пресс-служба ИАПУ

В основе материала лежит черный кремний, покрытый силицидом магния (Mg2Si). Он демонстрирует отличные антиотражающие и светопоглощающие свойства (до 96% падающего света) в широком спектральном диапазоне.

Самый популярный материал для создания солнечных элементов — кремний, в особенности его черная форма. Она представляет собой кристалл с наноконусами на поверхности — такая структура способна хорошо поглощать свет и лишь незначительно его отражать, что и обусловливает ее цвет. Однако из-за особенностей энергетической структуры есть ограничения для поглощения ближнего инфракрасного излучения — значительной части солнечного света.

«Добавив покрытие из материала с меньшей, чем у кремния, шириной запрещенной зоны. Для этого пришлось, по сути, вырастить целый сад: путем испарения в вакууме мы нанесли на наноконусы черного кремния слой силицида магния, который, благодаря особенностям роста, формирует силицидную оболочку вокруг наноконусов и шестиугольные чешуйчатые «цветы» на его остриях. Подход простой, быстрый, масштабируемый и не требует применения высоких температур и сверхвысокого вакуума», — рассказывает руководитель проекта, старший научный сотрудник Института автоматики и процессов управления ДВО РАН Александр Шевлягин.

В сравнении с исходным черным кремнием материал отражает примерно в пять раз меньше света и поглощает не менее 88% излучения в спектральном диапазоне 200–1800 нм, тем самым захватывая весь видимый свет. После оптимизации подхода удалось достичь максимального значения для поглощения в 96%, что сравнимо с другими известными ультрачерными материалами.


28 марта, 2024
Ученые ИТМО создали более долговечные синие перовскитные светодиоды
Ученые ИТМО нашли новый способ получения синего излучения у перовскитных нанокристаллов. Он позвол...
28 марта, 2024
Ученые научились управлять мощностью электронного пучка в течение его импульса
В Институте сильноточной электроники СО РАН модернизирована уникальная научная электронно-пучковая...