Прозрачный полупроводник на основе олова может усовершенствовать процесс преобразования солнечной энергии, - пишет eurekalert.org.
Подвижность является ключевым параметром для производительности полупроводников и связана с тем, насколько быстро и легко электроны могут перемещаться внутри вещества. Исследователи достигли самой высокой мобильности среди тонких пленок диоксида олова, о которых когда-либо сообщалось. Такая высокая мобильность может позволить инженерам создавать тонкие и даже прозрачные полупроводники на основе диоксида олова для использования их в светодиодных светильниках следующего поколения, фотоэлектрических солнечных панелях или сенсорных дисплеях.
Олово и кислород являются очень знакомыми элементами, и при определенном объединении в диоксид олова материал можно превратить в полупроводник. Полупроводники являются основой большинства наших технологий: компьютерных чипов, солнечных батарей и многого другого. С 1960-х годов диоксид олова нашел применение в промышленности, например, в газовых сенсорах и прозрачных электродах для солнечных устройств. Материал эффективен благодаря своей высокой мобильности. Однако высокая подвижность оксида олова достигалась только в крупных кристаллах до настоящего времени.
«Мы продемонстрировали наивысшую мобильность в тонкой пленке оксида олова, которая когда-либо была достигнута. Повышенная мобильность улучшает не только проводимость, но и прозрачность материала, - сказал Шоичиро Накао - исследователь из химического факультета Токийского университета. - Как правило, прозрачность и проводимость не могут сосуществовать в материале. Типичные прозрачные материалы, такие как стекло или пластик, являются изоляционными, тогда как проводящие материалы, такие как металлы, непрозрачны. Мало материалов обладают прозрачной проводимостью - это очень интересно!»
Чем прозрачнее полупроводник, тем больше света он может пропустить. Накао и его команда создали тонкую пленку из оксида олова, которая пропускает видимый свет и ближний инфракрасный свет. Это большое преимущество для эффективности преобразования энергии фотоэлектрических солнечных панелей, но другие области применения могут включать в себя улучшенные дисплеи с сенсорным экраном с еще более высокой точностью и восприимчивостью или более эффективные светодиодные фонари.
«Наш метод производства был ключом к созданию вещества с этими
свойствами. Мы использовали высокофокусный лазер для испарения
гранул чистого диоксида олова и нанесения или выращивания
материала именно так, как мы этого хотели, - сказал Накао. -
Такой процесс позволяет нам исследовать различные условия роста,
а также способы включения дополнительных веществ. Это означает,
что мы можем наделить полупроводники на основе диоксида олова
высокой подвижностью и полезной функциональностью».
[Фото: eurekalert.org]
