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
Великая Гагара на арт-проекте «Родной Север» компании «Газпром нефть» на ПМЭФ-2026

Легенды Севера: как Великая Гагара, Небесный Олень и Подземный Мамонт стали героями ПМЭФ

4 мин. чтения
Фото digital-leaders.online

«Сбер», РЖД, Альфа-Банк и другие компании стали лидерами цифровизации — 2026

1 мин. чтения

От батарейки до электромобиля: в Москве создадут первый в России центр испытаний аккумуляторов

2 мин. чтения
Буровая Чонской нефтяной группы

Директор экспертного центра Союза нефтегазопромышленников Анатолий Замрий рассказал о перспективах применения роботизированных буровых

2 мин. чтения

Крупнейший в России газохимический комплекс выпустит первую продукцию до конца лета

1 мин. чтения

Состоялась премьера мультфильма по мифам коренных народов Севера

2 мин. чтения

«Родной Север» — путешествие по миру северных мифов

1 мин. чтения

От скважины к аккумуляторам: в Оренбургской области начнут добывать литий из пластовых вод

2 мин. чтения

«Россия создаст лучшую в мире сеть научных мегаустановок»

1 мин. чтения
Атомная электростанция. Фото Shutterstock

Единственная в мире: «Росатом» начал строительство АЭС в Узбекистане

1 мин. чтения