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
На Петербургском международном газовом форуме

На Петербургском газовом форуме обсудят освоение шельфа и проведут четыре технологических выставки

2 мин. чтения
Специалисты «Газпром нефти» изучают цифровую модель геологического

Для Заполярья создадут цифровую систему, которая предскажет изменения вечной мерзлоты

2 мин. чтения
Реактивный самолет в небе

В российском авиатопливе станет меньше зарубежных присадок

1 мин. чтения
Сад под куполом в Арктике

Станция-шар, полярный танк и сад под куполом: как ученые СССР планировали развивать Арктику

5 мин. чтения

Для самого мощного атомного ледокола в мире построили первый реактор

2 мин. чтения
Газотурбинный двигатель с продольным разрезом для исследования расположения

3D-печать и керамику объединили, чтобы повысить качество отливки лопаток турбин

2 мин. чтения
В центре управления добычей «Газпром нефти» в Тюмени

Движение воды под землей научились отслеживать с помощью химических индикаторов

1 мин. чтения
Беспроводная зарядка смартфона

В Петербурге создали первую в России комнату для беспроводной зарядки гаджетов

2 мин. чтения
Термоядерный реактор

Эксперт Курчатовского института объяснил значимость технологий, разработанных для ИТЭР

1 мин. чтения

От флогистона до эфира: невероятные теории прошлого о возникновении энергии

4 мин. чтения