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
3D-принтер печатает кирпич из лунного грунта

В Китае протестировали космический 3D-принтер, который печатает кирпичи из грунта Луны и света Солнца

1 мин. чтения
Папа-ученый рассказывает сыну о формулах в нефтедобыче на примере банки шоколадной пасты

Как математика помогает добывать нефть и при чем здесь банка шоколадной пасты

1 мин. чтения
Ученый центра «Геосфера» в Тюмени с образом горной породы

В центр геологических исследований «Геосфера» привезли первые образцы «трудных» горных пород

2 мин. чтения
Специалист заливает моторное масло G-Energy в двигатель автомобиля

Литиевые, медные, тефлоновые: как продлить жизнь деталям автомобиля

5 мин. чтения
Кольская АЭС

Стало известно, как будет устроена новая заполярная АЭС

1 мин. чтения
Ученый смотрит в микроскоп

В Томске придумали «сито» для просеивания атомов, которое может изменить энергетику

2 мин. чтения
Смоленская АЭС

Эксперт Курчатовского института рассказал о преимуществах новых ядерных «кассет» для АЭС

2 мин. чтения
На byteoilgas_conf

На конференции в Москве разработчики расскажут об ИИ и цифровых двойниках для нефтегазовой отрасли

1 мин. чтения
Вахтовики в коридоре нового комплекса на месторождении Жагрина

На вахте будущего: фоторепортаж из Сибири

3 мин. чтения
Ракета летит сквозь облака

Эксперт РАН оценил самый тяжелый китайский двигатель для ракет

1 мин. чтения