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
Группа независимых экспертов

Международное энергетическое агентство спрогнозировало рост спроса на нефть и газ как минимум до 2050 года

2 мин. чтения
Горный комбайн

Новые «зубы» помогут горнодобывающим предприятиям экономить электроэнергию

1 мин. чтения
Национальный промышленный форум

Национальный промышленный форум объединит лидеров российской индустрии в Москве

1 мин. чтения
Почтальон приносит подарок с подписью Майкла Фарадея

Подарок Фарадея: что такое электромагнитная индукция и где ее найти

3 мин. чтения
Культура народов крайнего севера

«Чем дальше на север — тем выше ощущение ценности культуры в жизни человека»

4 мин. чтения
Сотрудник компании Газпром нефть

«Газпром нефть» и «Росатом» стали лучшими работодателями ТЭК России по версии РБК

1 мин. чтения
Золотая пленка для производства электродов нового поколения

Прозрачное золото: в России создали сверхтонкую пленку для гибких электродов

2 мин. чтения
Конструктор атомов

Конструктор атомов: как искусственный интеллект помогает создавать новые материалы для энергетики

4 мин. чтения
Российская энергетическая неделя

«Наука обеспечивает опережающее развитие атомных технологий в России»

1 мин. чтения
Волновая электростанция использует энергию течений

Ученые нашли способ превратить течения Азовского моря в источник возобновляемой энергии

1 мин. чтения