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
Колба с нефтью и солнечная панель выступают в образе диджеев

Энергетический хит: как подружились традиционная и альтернативная энергетики

3 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
Морские губки

Специалисты из Коми превратили морские губки в носитель для катализаторов

1 мин. чтения
Сверхвузковой самолет

Эксперт оценил перспективы строительства нового сверхзвукового пассажирского самолета в России

1 мин. чтения
Кто вы в мире исследователей недр и морских глубин

Тест на профпригодность: узнайте, кто вы в мире исследователей недр и морских глубин

1 мин. чтения
Награждение студентов победителей профориентационного Кубка Заполярья

Пять университетов страны наградили премией за инновации для энергетики

1 мин. чтения
На Евразийском нефтегазовом форуме в 2025 году

Евразийский нефтегазовый форум собрал тысячу делегатов и осветил, каким будет ТЭК через 25 лет

2 мин. чтения
Один из строителей газопровода Саратов — Москва Николай Байдин, май 1945 года

Они добывали газ: история газовой промышленности из первых уст

6 мин. чтения