Российские физики создали поглотитель света для солнечных панелей нового поколения
Ученые института автоматики и процессов управления ДВО РАН изобрели уникальный материал из черного кремния и силицида магния для создания солнечных батарей нового поколения. Результаты работы были опубликованы в зарубежном научном журнале Applied Surface Science.
Создание новейших элементов техники с использованием солнечной энергии требует повышенной энергоэффективности и высоких показателей отражающей и светопоглощающей функции. Александр Кучмижак и Александр Шевлягин представили миру новейший материал, который способен поглощать до 96% падающего света в широком диапазоне.
Солнечные элементы производят в основном из черного кремния, он представляет из себя кристалл, структура которого способна эффективно поглощать энергию солнца с минимальным отражением. Но проблемой являлось то, что энергетическая структура камня имела ограничения для поглощения инфракрасного излучения вблизи.
Учёные изобрели способ покрытия исходного материала кремния слоем силицида магния, который обладает меньшей шириной запрещенной зоны.
«Для этого пришлось, по сути, вырастить целый сад: путем испарения в вакууме мы нанесли на наноконусы черного кремния слой силицида магния, который благодаря особенностям роста формирует силицидную оболочку вокруг наноконусов и шестиугольные чешуйчатые "цветы" на его остриях. Подход простой, быстрый, масштабируемый и не требует применения высоких температур и сверхвысокого вакуума», заявил руководитель проекта Александр Шевлягин Научной России.
Слой силицида магния, если сравнить его с черным кремнием, отражает в 5 раз меньше света и поглощает не менее 88% солнечной энергии в диапазоне 200-1800 нм. Он захватывает весь доступный свет: ультрафиолет и инфракрасное излучение.
«Наш черный силицид обладает конкурентными оптическими характеристиками по сравнению с аналогичными материалами, особенно с учетом всех преимуществ методики его изготовления.Также наши расчеты показали, что теоретически можно достичь очень высокой плотности электрического тока это особенно важно при уменьшении толщины светопоглощающих частей фотоэлементов, к которой стремится весь мир.» - подвёл итог Александр Шевлягин.
Метод нанесения силицида не меняет исходной структуры и свойств магния, что дает возможность нарастить кристаллы другого действия, которые придадут материалу новые свойства.
Ранее первый Севастопольский писал о том, что в России изобрели новейший сплав для создания деталей авиационной и космической техники. Композит способен выдержать высокую температурную нагрузку и радиационную среду космоса.
Японские ученые разработали солнечные батареи, которые можно использовать вместо стёкол домов, их прозрачность равна 79%.
