Top.Mail.Ru
Новости

На поверхности черного кремния вырастили «цветы». Они могут повысить эффективность солнечных панелей

1 августа 2022

В Институте автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения РАН повысили светопоглощающие свойства черного кремния. К нему добавили силицид магния — соединение кремния и магния (Mg2Si). Получившийся материал, названный черным силицидом, способен поглощать до 96% попадающего на него света, преобразуя его в электричество.

Солнечная электростанция, запущенная на Омском нефтеперерабатывающем заводе. Фото «Газпром нефть»

Черный кремний — это кристалл, полностью покрытый похожими на иголки наноконусами. Благодаря своему строению материал обладает очень высокой светопоглощающей способностью. Свет не отражается от его поверхности, а многократно преломляется наноконусами и «мягко» уходит вглубь кристалла. Черный кремний считается хорошей заменой обычному в качестве полупроводника для изготовления солнечных батарей, но при высокой светопоглощающей способности его полупроводниковые характеристики не столь хороши.

Фотоэлектрические свойства полупроводника определяются тем, какой диапазон энергий способны принять его электроны от фотонов света, чтобы оторваться от своих атомов и перейти в зону проводимости. Так в солнечных батареях и вырабатывается электрический ток. Чем шире энергетический диапазон, тем шире спектр светового излучения, который полупроводник может преобразовать в электричество.

У черного кремния энергетический диапазон достаточно узок, поэтому он не способен принимать значительную часть инфракрасного излучения. Российские ученые решили проблему, нанеся на наноконусы черного кремния другое кристаллическое вещество с бóльшим энергетическим диапазоном, — силицид магния.

«Для этого нам пришлось вырастить целый сад, — силицид магния формирует вокруг наноконусов оболочку и шестиугольные чешуйчатые «цветы» на их остриях», — рассказывает старший научный сотрудник ИАПУ ДВО РАН Александр Шевлягин. По словам ученого, новый метод прост, быстр, легко масштабируется и не требует применения высоких температур и сверхвысокого вакуума.

Получившийся в результате новый материал, черный силицид, отражает примерно в пять раз меньше света, чем черный кремний, — всего 3,7%, а поглощает до 96% солнечного излучения, захватывая весь видимый спектр, большую часть ультрафиолета и значительную часть инфракрасных лучей, что может значительно повысить эффективность солнечных батарей.

0
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также
Винт турбины

Частицы металла покрыли керамической корочкой, чтобы создать жаростойкий порошок для 3D-печати

1 мин. чтения
Энергоша наблюдает за переработкой отходов в нефтепродукты

Как пластиковые бутылки, картофельные очистки и фритюрное масло превращают в топливо и электричество

7 мин. чтения
Вахтовики «Газпром нефти» на месторождении в Якутии рядом с блочно-модульным комплексом

Глава Союза нефтегазопромышленников оценил строительство модульных домов для вахтовиков

2 мин. чтения
Специалист «Газпром нефти» работает за компьютером

Искусственный интеллект: от революции до инволюции — один клик

3 мин. чтения
Специалисты «Газпром нефти» за работой

В Тюмени откроют центр для подготовки инженеров нового поколения

2 мин. чтения
Блочно-модульный вахтовый комплекс

С начала года современные дома-конструкторы для вахтовиков появились на пяти нефтепромыслах

2 мин. чтения
Ограненные алмазы в жидкости

Из графита и воды создали алмазную жидкость, которая эффективно преобразует свет в тепло

2 мин. чтения
Каменская ветроэлектростанция в Ростовской области

Забайкальский край и Ростовская область стали лидерами по использованию энергии солнца и ветра

1 мин. чтения
Архип Куинджи пишет «Лунную ночь» нефтью

Рисуй как Куинджи, или Нефтизм в современном изобразительном искусстве

1 мин. чтения
Единственный СПГ-бункеровщик в России

Потребление газового топлива в России может вырасти в шесть раз к 2035 году

2 мин. чтения