Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 328

Крошечные 3D-структуры повышают эффективность солнечных элементов

Крошечные 3D-структуры повышают эффективность солнечных элементов
Новый метод создания специальных солнечных элементов может значительно повысить их эффективность, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nano Letters.

Новый метод создания специальных солнечных элементов может значительно повысить их эффективность, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Nano Letters.

Исследование было проведено международной исследовательской группой под руководством Университета Мартина Лютера в Галле-Виттенберге (MLU).

Коммерчески доступные солнечные элементы в основном сделаны из кремния. «Основываясь на свойствах кремния, невозможно сказать, что их эффективность может быть увеличена до бесконечности», - говорит д-р Акаш Бхатнагар, физик из Центра инновационной компетенции (ZIK) «SiLi-nano» в MLU. Поэтому его исследовательская группа изучает так называемый аномальный фотоэлектрический эффект, который возникает в определенных материалах. Аномальный фотоэлектрический эффект не требует p-n-перехода, который в противном случае обеспечивает протекание тока в кремниевых солнечных элементах. Направление тока определяется на атомном уровне асимметричной кристаллической структурой соответствующих материалов. Эти материалы обычно представляют собой оксиды, которые обладают рядом важных преимуществ: их легче производить и они значительно более долговечны. Однако они часто не поглощают много солнечного света и имеют очень высокое электрическое сопротивление. «Чтобы использовать эти материалы и их эффект, необходима творческая архитектура клеток, которая усиливает преимущества и компенсирует недостатки», - объясняет Лутц Мюленбейн, ведущий автор исследования.

В своем новом исследовании физики представили новую архитектуру клетки, так называемый нанокомпозит. Их поддержали команды из Bergakademie Freiberg, Института модификации поверхности Лейбница в Лейпциге и Индийского университета Бенараса. В своем эксперименте исследователи уложили отдельные слои типичного материала толщиной всего несколько нанометров друг на друга и компенсировали их полосами оксида никеля, идущими перпендикулярно. «Полоски действуют как быстрый путь для электронов, которые образуются при преобразовании солнечного света в электричество и которые предназначены для достижения электрода в солнечном элементе», - объясняет Бхатнагар. Это как раз тот транспорт, которому в противном случае препятствовали бы электроны, проходящие через каждый отдельный горизонтальный слой.

Новая архитектура фактически увеличила электрическую мощность клетки в пять раз. Еще одно преимущество нового метода в том, что его очень легко реализовать. «Материал сам по себе образует эту желаемую структуру. Никаких экстремальных внешних условий не требуется, чтобы привести его в такое состояние», - говорит Мюленбейн. Идея, для которой исследователи представили предварительное технико-экономическое обоснование, также может быть применена к другим материалам, помимо оксида никеля. В последующих исследованиях теперь необходимо изучить, можно ли и каким образом производить такие солнечные элементы в промышленных масштабах.

[Фото: eurekalert.org]

Источник: www.eurekalert.org

нанокомпозит оксид никеля солнечные элементы электрическая мощность клетки электрическая энергия энергия энергия солнечного света

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.