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
Летающий автомобиль китайского производителя Xpeng

Началось строительство первого в мире завода летающих автомобилей

2 мин. чтения
Китайский инженер осматривает солнечную панель

В Китае установили мировой рекорд эффективности кремниевой солнечной панели

1 мин. чтения
Нефтяники размышляют, сколько нефти под землей

Формула месторождения: как узнать, сколько нефти можно добыть из-под земли

1 мин. чтения
Донная паутина для наблюдения за подводными залежами нефти

В Татарстане улучшили «донную паутину» для наблюдения за подводными залежами нефти

2 мин. чтения
Ледокол у берега Невы в Санкт-Петербурге

Зачем морскому судну хлебопечка и сколько вкусных припасов хранится на камбузе: профессия кок

1 мин. чтения
Молекулярное сито

В Китае научились эффективнее превращать метан в уксус с помощью молекулярного сита

1 мин. чтения
Робот-химик и сотрудник лаборатории Восточно-Мессояхского месторождения

Профсоюз машин: почему роботам важны условия труда

4 мин. чтения
Светящаяся нефть в лабораторной колбе

Московские ученые разработали устройство для поиска нефти по ее свечению

1 мин. чтения
Электролизер для получения водорода из воды

В Китае создали самую большую в мире установку для производства водорода из воды

1 мин. чтения
Ученый художник с палитрой цветного водорода

Серый, голубой, бирюзовый: сколько цветов у водорода

3 мин. чтения