ЖИЗНЬ В СТИЛЕ ЭКО НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ПОРТАЛ

Солнечная энергетика » Солнечные батареи

06.05.2013

Солнечная батарея толщиной всего в несколько атомов

Солнечная батарея толщиной всего в несколько атомов
Невероятно тонкая солнечная батарея. Графен (голубой); дихальколгенид (белый+синий); наночастицы (золото); нитрид бора (фиолетовый+бежевый) (изображение: Science, 2013, DOI: 10.1126/science.1235547)

Международная группа исследователей создала отличающееся чрезвычайно высокой квантовой эффективностью, равной 30% (квантовая эффективность – доля фотонов, которые конвертируются в электроны – носители электрического заряда) фотогальваническое устройство толщиной всего в несколько атомов. Новая структура представляет собой сэндвич из полупроводящего дихалькогенид переходного металла [transition metal dichalcogenide (TMDC)] и листов графена.

В результате работы расширен список новых «гетероструктур», основанных на двумерных атомных кристаллов, разработанных в настоящее время исследователями. Новая система может привести к созданию новых типов гибких солнечных батарей или фототранзисторов.

Дихалькогениды переходных металлов представляют собой слоистые материалы, состоящие из двумерной кристаллической решетки, расположенных в вершинах правильных треугольников, размещенной между аналогичными тригональными плоскими кристаллическими решетками атомов халькогенов – серы, селена или теллура. Как известно, эти материалы могут проявлять электрон-фотонные взаимодействия из-за наличия в них сингулярностей Ван Гова (Van Hove singularities) – квантово-механических особенностей, делающих электроны особенно восприимчивым к внешним воздействиям, например – воздействию света.

Атнонио Кастро Нето (Antonio Castro Neto), принимавший участие в работе над проектом, отмечает, что исследователям удалось создать сэндвич из компонентов атомной толщины. В качестве внешнего слоя выступает нитрид бора – изолятор и защитная пленка, следующий слой представлял собой графен – прочный, прозрачный и гибкий проводник и, в качестве «мяса» для атомного сэндвича – дихалькогенид переходного металла. Облучение дихалькогенидного слоя приводит к отрыву электронов, которые собираются электроном из графена. Также было обнаружено, что если «приправить» поверхность графена наночастицами золота, эффективность поглощения света увеличивается.

По словам Кастро Нето, толщина полученного устройства не превышает 20 ангстрем. Исследователи хотели посмотреть, может ли что-то такой толщины эффективно генерировать электрический ток, и было показано, что система всего в несколько атомов толщиной может преобразовывать в электричество 30% энергии фотонов.

Генри Снэйт (Henry Snaith), специалист по фотогальваническим устройствам из Университета Оксфорда, полагает, что халькогениды переходных металлов могут стать очень хорошим материалом для фототранзисторов, но вряд ли может оказаться эффективным при изготовлении солнечных батарей.

ChemPort.Ru

Новотека
Загружается, подождите...

  • Волшебное озеро с соленой водой на архипелаге Самоа Волшебное озеро с соленой водой на архипелаге Самоа
  • 10 10 "зеленых" лабиринтов мира, по которым мечтает прогуляться каждый
  • 10 оригинальных пешеходных мостов со всего мира 10 оригинальных пешеходных мостов со всего мира
  • Мини-садики, которые легко можно сделать собственными руками Мини-садики, которые легко можно сделать собственными руками
  • Как построить экожилье: технология строительства иглу
  • Жизнерадостные сорняки покоряют городское пространство
  • Гоночный электромобиль, установивший новый мировой рекорд скорости
Ошибка при вводе логина или пароля!