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
Редакция Энергии+ на церемонии награждения конкурса Энергия пера

На Российской энергетической неделе наградили лучших журналистов, пишущих об энергетике

3 мин. чтения
Подводный Манифольд Малахит ОСК

Одна конструкция вместо множества труб: в России создан первый подводный манифольд

2 мин. чтения
Конгресс Синтез 2025

Технологическую независимость и цифровизацию нефтехимии обсудили на конгрессе «Синтезис 2025»

1 мин. чтения
Владимир Путин и Александр Дюков на полях РЭН

«Технологическое развитие позволит России увеличить объемы добычи нефти»

1 мин. чтения
Эспозиция на фестивале НАУКА 0+

Российский научный фонд представил интерактивную экспозицию на фестивале «НАУКА 0+»

2 мин. чтения
Награждение на международной премии Энергия пера

«Энергия+» вошла в число победителей международного конкурса «Энергия пера»

1 мин. чтения
Технолог Омского нефтеперерабатывающего завода изучает образец топлива

Как «цветопись» и пять этапов контроля помогают получить безупречное топливо

4 мин. чтения
Награждение Владислава Хомича в рамках премии Глобальная энергия

Лауреаты премии «Глобальная энергия» получили награды за открытия в области плазменных технологий, наноматериалов и энергии сверхвысокого напряжения

3 мин. чтения
Посетителей Петербургского международного газового форума встречали причудливые роботы

Арктические караваны и причудливые дроиды: чем удивил Петербургский международный газовый форум

4 мин. чтения
Антисептик для рук

Из бензобака в аптечку: пермские ученые превратили топливо в антисептик

2 мин. чтения