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
Фото: Shutterstock

От роботов до космической добычи: в Екатеринбурге обсудили будущее горной промышленности

2 мин. чтения

Водный заряд: российские ГЭС обеспечили энергией электромобили Москвы и Петербурга

1 мин. чтения

Кто управляет энергией тысяч машин и механизмов

1 мин. чтения
Фото: Shutterstock

Вторая жизнь пластика: томские ученые нашли способ получать автомобильное топливо из полимеров

2 мин. чтения
Солнечные панели на территории Омского нефтеперерабатывающего завода «Газпром нефти»

Чистые технологии: в России назвали нефтегазовые компании с минимальным воздействием на климат

2 мин. чтения
Сотрудница лаборатории работает с оборудованием для проведения химических экспериментов

«Для современных колледжей будущий работодатель студентов — инвестор, а не гость»

4 мин. чтения

Карьерная карта: как искусственный интеллект изменит профессии

1 мин. чтения
Изображение сгенерировано нейросетью

Солнечные зайчики по расписанию: в Китае запустили гибридный солнечный комплекс

2 мин. чтения

От искусственного интеллекта до биотехнологий: продолжается прием заявок на премию «Время инноваций»

1 мин. чтения
Фотобанк «Страна Росатом»

Защита от сверхтоков: в России испытали выключатель для мощных электростанций

1 мин. чтения