Технология из советских телевизоров заставит солнечные панели работать даже в пасмурную погоду и удешевит их производство

Ученые из Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) предложили изменить привычный дизайн кремниевых пластин для солнечных панелей, сделав их не плоскими, а рельефными. Кремниевые наноиглы, которые формируют рельеф, могут пригодиться для создания устройств на электровакуумных лампах, сообщается на сайте вуза.

Благодаря уникальным свойствам кремний считается главным материалом в полупроводниковой индустрии, а кремниевые наноструктуры применяются в солнечных элементах. Стандартный метод предполагает их изготовление в несколько циклов, причем для каждого из них требуется отдельное оборудование, что делает процесс производства дороже. В СПбПУ разработали установку для производства наностолбиков из кремния, которая позволяет выполнять все технологические этапы в одном цикле без выгрузки образца, что может в три раза сократить стоимость панелей.

Солнечный элемент авторства СПбПУ — это кремниевая пластина с наностолбиками из кремния на поверхности. Попадая в ловушку между столбиками, солнечный свет несколько раз преломляется и за счет этого более эффективно поглощается, что увеличивает КПД солнечной батареи. Благодаря этому рельефные панели, в отличие от плоских, смогут работать даже в пасмурную погоду.

Перспективное применение кремниевых наноигл из СПбПУ — производство электровакуумных приборов. Хотя большинство электронных девайсов сегодня работает на транзисторах, некоторые отрасли промышленности до сих пор не могут обойтись без устройств на электровакуумных лампах, простейшим примером которых является трубка кинескопа в советских телевизорах. Сегодня это спутниковые передатчики, томографы, электроника в самолетах, центрах связи, радиотехнике и на телевидении.

Электровакуумные лампы обладают уникальными свойствами — широким частотным диапазоном и возможностью усиления сигнала без его искажения. В данном случае наноиглы играют роль автоэмиссионного холодного катода, то есть испускают электроны под действием электрического поля без предварительного возбуждения электронов за счет нагрева, как в термоэмиссионных катодах. Холодные катоды превосходят термоэмиссионные на 25% по значениям тока и служат намного дольше.