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

Какую электростанцию построить в городе, а какую — в космосе? Примерьте роль виртуального промышленника в нашем квизе.

1 мин. чтения
Фото предоставлено организаторами

Новые перспективы отечественных технологий обсудили на ИТ-форуме InfoSpace

1 мин. чтения

О бизнес-моделях развития автозаправочных станций расскажут на форуме «Заправка 4.0»

1 мин. чтения

Российская сеть АЗС продала за год 11,4 тыс. тонн кофейных напитков — эксперты объяснили популярность формата

3 мин. чтения
Фото: iStock

«Мегабатарейки» для городов и поселков: новые системы накопления энергии появятся на Кубани к началу туристического сезона

1 мин. чтения
Александр Лодыгин, Павел Яблочков и Томас Эдисон разгоняют тьму своими изобретениями

Трое против тьмы: как Лодыгин, Яблочков и Эдисон превратили ток в свет

4 мин. чтения

Доктор физико-математических наук Александр Баранов оценил перспективы использования ИИ-агентов в нефтегазовой отрасли

1 мин. чтения

Электромагнитное зондирование и хроматография помогли открыть новые месторождения нефти и газа в Забайкалье

1 мин. чтения

«Пернатые навигаторы»: как перелетные птицы находят дорогу домой

8 мин. чтения

Искусственный интеллект научили проектировать нефтяные скважины: он анализирует тысячи сценариев и предлагает лучшее решение

1 мин. чтения