Поиск - новости науки и техники

Нужен допинг

Графен установил новый рекорд эффективности, с которой солнечные батареи на основе этого материала смогут преобразовывать солнечный свет в электрическую энергию. С подробностями – Science Daily.
Графен, представляющий собой однослойную решетку из атомов углерода, в качестве материала для солнечных батарей рассматривается как перспективная – экономичная и надежная – замена используемых в настоящее время кремниевых элементов. Прежние попытки использования графена в солнечных ячейках остановились на уровне эффективности конверсии солнечного света в электричество, не превышающем 2,9%. Группа материаловедов из Университета Флориды (University of Florida) достигла рекордных 8,6%, добавив к графену незначительное количество трифторметансульфониламида (TFSA). Авторы работы, опубликованной в журнале Nano Letters, называют такую добавку “допингом для графена”, отмечает издание Science Daily. По словам руководительницы исследования Сяо Чан Мяо (Xiaochang Miao), добавка TFSA  повышает электропроводность графеновой пленки и увеличивает потенциал электрического поля внутри ячейки, обусловливая тем самым более эффективную конверсию солнечного света в электричество. В отличие от испытанных ранее других “допингов” TFSA стабилен, а потому имеет продолжительный эффект.
Солнечная ячейка, созданная физиками Флориды, выглядит как окошко площадью в пять квадратных миллиметров, заключенное в золотую рамочку. Это пластина (вейфер) кремниевого соединения, покрытая монослоем графена. Графен и кремниевый полупроводник в месте соприкосновения создают то, что называется барьером Шоттки – электроны здесь движутся в одном направлении, и при облучении светом именно в этой зоне происходит конверсия энергии. Обычно барьер Шоттки возникает при наслоении на полупроводник металла, однако, как было показано в прошлом году, графен, обладая некоторыми металлическими свойствами, может служить хорошей заменой металла для создания такого барьера. “Графен в отличие от обычных металлов прозрачен и пластичен, следовательно, может стать важным компонентом солнечных ячеек, которые в будущем будут использоваться  как облицовочный материал”, – говорит один из авторов исследования профессор Артур Хебард (Arthur Hebard). Он считает, что, повышая эффективность конверсии света таким простым и дешевым способом, ученые приближают это будущее. Для того чтобы говорить о какой бы то ни было коммерциализации открытия, необходимо достичь хотя бы 10-процентной эффективности конверсии графеновых батарей. Эффективность конверсии в обычных полупроводниковых солнечных элементах в настоящее время  порядка 40%.

Нет комментариев