Новая технология позволила значительно повысить эффективность солнечных батарей
Команда исследователей из Стэнфордского университета создала метод сделать эти отражающие железные контакты практически невидимыми для падающего света, что может значительно увеличить эффективность солнечных батарей.
Солнечные панели, расположенные на крышах, выглядят так, словно бы покрыты какой-то сеткой. Линии, каковые мы видим, в действительности являются железные контакты.
Они нужны для переправки электрического тока, генерируемого базисным полупроводником. Но наряду с этим они уменьшают количество солнечного света, попадающего на полупроводниковый слой.
Не смотря на то, что верхний слой железных контактов довольно узкий, он может покрывать 5–10% площади поверхности солнечной панели. Это указывает, что 5–10% солнечного света, каковые имели возможность бы употребляться для выработки электричества, попросту отражаются.
Команда исследователей из Стэнфордского университета создала метод сделать эти отражающие железные контакты практически невидимыми для падающего света, что может значительно увеличить эффективность солнечных батарей.
На протяжении экспериментальной работы учёные поместили плёнку из золота (проводящего металла) толщиной 16 нанометров на плоский страницу кремния. Золотая плёнка похожа на монолитную при взоре невооружённым глазом, но в действительности она содержит массив наноразмерных квадратных отверстий.
Погружение золотой кремния и плёнки в раствор плавиковой перекиси и кислоты водорода стало причиной тому, что золотая плёнка погрузилась в кремниевую подложку, а наностолбцы из кремния вышли в отверстия в золотой плёнке и встали над её поверхностью.
Результатом этого химического процесса стали так именуемые потайные контакты высотой всего в 330 нанометров.
«В случае если открыть кран, не вся вода протечёт свободно из отверстий его решётки, но в случае если возможно было бы подставить сверху каждого отверстия маленькую воронку, большинство воды текла бы без неприятностей, – растолковывает ведущий создатель изучения Виджай Нарасимхан (Vijay Narasimhan). – По сути, отечественные наностолбцы выступают в качестве аналогичных воронок, захватывающих свет и направляющих его в кремниевую подложку через отверстия в железной сетке».
По окончании моделирований и серии экспериментов исследовательская несколько дополнительно оптимизировала конструкцию солнечных панелей: сейчас они смогут покрыть металлом две трети поверхности с утратой отражательной свойстве всего в 3%. Нарасимхан говорит, что это значительно увеличит эффективность простого фотоэлемента на 20–22%.
В будущем он с сотрудниками собирается провести опыты не только с золотом, но и с серебром, платиной, другими металлами и никелем. Помимо этого, разработка может употребляться и с другими полупроводниками, что разрешит усовершенствовать фотодатчики, светодиоды, прозрачные батареи и дисплеи.
В скором будущем команда собирается установить новую панель для работы в тестовом режиме в настоящих условиях. Описание разработки было размещено в издании ACS Nano.