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

Ловушка для света: химики из Петербурга упростили процесс создания микрокапсул для катализаторов будущего

1 мин. чтения
Мультипликационный персонаж «Энергии+» за пультом управления всеми типами транспортировки нефти

Миллионы тонн и тысячи километров: «путешествие» нефти в цифрах

1 мин. чтения
Газированная нефть

«Газированная» нефть: пузырьки с паром помогли превратить тяжелое сырье в бензин

1 мин. чтения
Скользская вода

Скользкая вода и углекислый газ показали, как в разы повысить добычу сланцевого газа

1 мин. чтения
Термоядерный реактор

От солнечных батарей до термоядерных реакторов: как квантовые технологии меняют энергетику

5 мин. чтения
ИИ проекция нефтяных пластов

«Цифровое зрение» для недр: нейросеть научили оценивать состояние нефтяного пласта, не прерывая работу скважины

2 мин. чтения
ГАЭС

«Аккумулятор» на 60 этажей: Китай построил ГАЭС с самой высокой в мире плотиной

1 мин. чтения
Советские вахтовики создают искусственные острова на озере Самотлор

Как советские инженеры построили острова среди болот и обеспечили страну топливом на десятилетия

4 мин. чтения
Технологические стартапы

Эксперт по вопросам национальной энергетики Александр Фролов оценил роль программ по поддержке стартапов

2 мин. чтения
Международная интеллектуальная игра Нефтяная сова

Молодые умы сразились за «Нефтяную сову»: определены победители VII Международной интеллектуальной игры

1 мин. чтения