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
Геологи рассказывают байки у костра

«Все так и было!»: пять непридуманных историй из жизни геологов

1 мин. чтения
Нефтяник с образцом вязкого нефтепродукта

Ученые создали новые эффективные катализаторы для «разжижения» нефти в недрах

2 мин. чтения
Специалисты центра управления добычей «Газпром нефти» в ХМАО

В Перми разработали новый показатель оценки эффективности добычи нефти

2 мин. чтения
Человек в темных очках под лучами лазера

От хирургии до энергетики: как управляемый свет меняет мир

4 мин. чтения
На форуме «Теплоэнергетика Центральная Азия»

Международный форум соберет в Астане 200 экспертов энергетической отрасли

1 мин. чтения
Специалист «Газпром нефти» проводит аудит на строительной площадке

Нефтяники помогли создать первый в России стандарт применения ИИ для строительного надзора

1 мин. чтения
Волонтеры экологического проекта «Чистые Игры»

Как играючи заботиться об экологии огромной страны

1 мин. чтения
Литиевые аккмуляторы

«Молекула жизни» помогла извлечь из старых аккумуляторов 99,99% лития

1 мин. чтения
Электромобиль в поцессе зарядки

В Китае разработали систему, которая позволяет зарядить электрокар за пять минут

1 мин. чтения
Инженерная пятница в Муравленко

Подземные ловушки, жилище флюида и долгая дорога к буру: как школьники постигали секреты энергетики

4 мин. чтения