Немецкие ученые из Галле-Виттенбергского университета обнаружили, что упорядоченное размещение сегнетоэлектрических кристаллов трех разных типов в 1000 раз улучшает их фотоэлектрические свойства. В своих экспериментах исследователи использовали титанаты бария, стронция и кальция.
Сегнетоэлектрики это кристаллические диэлектрики, в которых в определенном температурном диапазоне появляется спонтанная электрическая поляризация. Чтобы такие материалы могли преобразовывать свет в электричество не требуется формирования в них pn-перехода, положительных и отрицательных слоев, как в обычных полупроводниках. Благодаря этому солнечные панели на основе сегнетоэлектрических веществ очень просты в производстве.
Правда, сами по себе сегнетоэлектрики плохо поглощают солнечный свет и, соответственно, генерируют мало электричества. Однако отдача тока многократно повышается, если объединить тонкие слои такого вещества с параэлектриками.
Хотя последние не имеют локализованных зарядов, они могут становиться сегнетоэлектриками при определенных условиях, например, при низких температурах или небольших изменениях их химической структуры, рассказывает руководитель исследования Акаш Бхатнагар.
Ученые поместили титанат бария между титанатами стронция и кальция путем испарения кристаллов мощным лазерным лучом и последующего осаждения веществ на подложках. В результате получился материал толщиной 0,1 мм, состоящий из 500 слоев по 200 нм каждый.
При облучении светом от лазера такая конструкция выдает в 1000 раз больший ток, чем чистый титанат бария такого же размера. Причем ее свойства практически не изменились за 6 месяцев исследований.
Взаимодействие между слоями кристаллической решетки, по-видимому, обеспечивает гораздо более высокую диэлектрическую проницаемости, чем в монолитном материале, другими словами, электроны могут двигаться намного легче при возбуждении фотонами света, объясняет Акаш Бхатнагар.
Теперь ученые намерены провести исследования, которые помогут точно установить механизм резкого повышения эффективности. Бхатнагар уверен, что новая технология сможет найти практическое применения в качестве основы для солнечных батарей будущего.
Многослойная структура показывает более высокий выход по току во всех температурных диапазонах, чем чистые сегнетоэлектрики. Кроме того, такие кристаллы значительно долговечнее и не требуют специальной общей оболочки, отмечает ученый.
Источник: eurekalert.org
|
|
|
|
|
|
|
Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной вл
Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной вл
Ученые из Университета науки и технологий имени короля Абдуллы (KAUST) в Саудовской Аравии разработали солнечный элемент на основе 2D/3D-перовскитного гетероперехода, который, как утверждается, сохраняет более 95% своей первоначальной эффективности после 1000 часов испытаний в условиях повышенной вл
На дороги Германии выехал 18-тонный грузовик, оснащенный солнечными панелями общей мощностью 3,5 кВт. Коммерческий автомобиль со встроенной в крышу высоковольтной фотоэлектрической системой и питанием от 800-вольтовой тяговой батареи теперь одобрен для использования на дорогах общего пользования.
Исследователи из Германии провели серию компьютерных симуляций, чтобы оценить, как фотонные кристаллы могут повысить эффективность встречно-штыревых солнечных элементов с обратным контактом на основе пассивирующего электронно-селективного покрытия из поликремния с оксидом n+-типа (POLO) на отрицательном контакте элемента и дырочно-селективного p+-перехода POLO на плюсовом контакте.
Ф
Вопросы эстетичности солнечных электростанций часто являются ключевой причиной, по которой домовладельцы отказываются от таких установок. Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) разработали способ изготовления цветных солнечных элементов
