Солнечные батареи станут тоньше за счет обращенных пирамид

Сканирующая электронная микрофотография поверхности кремния. Фото Anastassios Mavrokefalos.

Инженеры из Массачусетского технологического университета показали, что придание поверхности кремния в фотоэлементах формы обращенных пирамид может уменьшить его расход и увеличить долю поглощенного излучения. Работа опубликована в журнале Nano Letters, ее описание можно прочитать на сайте института.

Создание углублений в кремнии увеличивает долю поглощаемого света, но при этом также увеличивает площадь поверхности материала. С увеличением площади поверхности повышается и вероятность того, что возбужденные светом электроны пойдут не на создание электрического напряжения, а рекомбинируют и поглотятся. Поэтому перед авторами работы стояла задача максимально увеличить поглощение света кремнием, при этом минимально увеличив площадь его поверхности. Для этого авторы исследования сначала провели математическое моделирование, а затем проверили его результаты, создав опытный образец поверхности.

Оказалось, что наиболее эффективно создать на поверхности кремния углубления в виде обращенных четырехгранных пирамид. Площадь в таком случае увеличивается всего на 70 процентов, а толщину слоя кремния при той же доле поглощенного света можно уменьшить в 30 раз. Создание микроструктур осуществлялось традиционным методом фотолитографии и не требовало введения дополнительных технологических процессов.

По расчетам авторов, энергетическая эффективность новых фотоэлементов должна составить около 20 процентов, что не намного меньше 24 процентов лучших на сегодняшний день солнечных панелей. Однако новые фотоэлементы должны стать значительно дешевле своих предшественников.

Ранее другая группа ученых доложила о создании рекордно тонких солнечных батарей. Их разработчики стремились добиться не максимальной энергоэффективности (она составляла скромные четыре процента), а радикального уменьшения веса изделий. Такие солнечные батареи могут пригодиться для создания космических аппаратов и беспилотников.

Обсудить
Наука и техника00:0317 сентября
Перед парадом вермахта и Красной армии в Бресте

«Появилась бы "бандеровская Украина" под контролем Германии»

Зачем Сталин подружился с Гитлером и устроил парад Красной армии с вермахтом
01:4820 сентября
Наука и техника00:04Сегодня

Порошок уходи

Землю ждет вторжение инопланетян и уничтожение Солнца: обзор Destiny 2
Перед парадом вермахта и Красной армии в Бресте«Появилась бы "бандеровская Украина" под контролем Германии»
Зачем Сталин подружился с Гитлером и устроил парад Красной армии с вермахтом
Порошок уходи
Землю ждет вторжение инопланетян и уничтожение Солнца: обзор Destiny 2
Двигатели Blue OriginВеселые поминки
Россия шантажирует США ракетными двигателями и пугает Китаем
Нам виднее
Внеземная жизнь глазами простых землян
Классическая история
Душевные ролики про самые красивые спорткары XX века
Машины, которые не боятся столкновений
Забытые концепт-кары: ударопрочные «Фиаты»
Побег в будущее
Говорящие рули и электрические ретрокары: будущее по версии Jaguar Land Rover
Mazda CX-5 и Renault Koleos против VW Tiguan и Skoda Kodiaq
Четыре новых кроссовера. Один тест-драйв. Ну, вы поняли