Німецькі дослідники з Галле-Віттенберзького університету Мартіна Лютера представили новий тип сонячних елементів на основі шарів нанокристалів.
Зазначається, що новий метод передбачає укладання надтонких шарів різноманітних кристалів у чіткій послідовності, створюючи таким чином поглинач сонячної енергії, який значно перевершує традиційні матеріали. Німецькі дослідники використали титанат барію (BaTiO₃), не дуже ефективний сам по собі, але відомий здатністю генерувати електрику з сонячного світла.
Науковці з’ясували, що розміщуючи тонкі шари титанату барію між шарами титанату стронцію і титанату кальцію, вони отримують структуру з більшою електропровідністю, ніж якщо використовувати лише один BaTiO₃. Шаруваті структури генерували у тисячу разів більше електрики, ніж та сама кількість титанату барію. Дослідникам вдалось точно налаштувати цей ефект, регулюючи товщину кожного шару. Таким чином вони отримали контроль над продуктивністю системи.
«Важливо, що сегнетоелектричний матеріал чергується з параелектричним. Хоча параелектричні матеріали за своєю природою не розділяють електричні заряди, в особливих умовах, наприклад, за низьких температур або за невеликих змін у їх структурі, вони можуть поводитися як сегнетоелектрики», — пояснює керівник дослідження, доктор Акаш Бхатнагар.
Складення разом матеріалів з титанату стронцію, барію та кальцію змінює їхні властивості з поглинання світла та проведення електричних зарядів. Шарувата структура покращує поглинання сонячної енергії та полегшує генерацію електричних зарядів, що вільно рухаються.
«Взаємодія між шарами гратки, мабуть, призводить до набагато вищої діелектричної проникності — іншими словами, електрони можуть текти набагато легше через збудження фотонами світла», — додає Акаш Бхатнагар.
Під час створення нового матеріалу дослідники використовували потужний лазер для випаровування кристалів та їхнього повторного осадження у шарах завтовшки 200 нанометрів. Їм вдалось створити структуру, що складається з 500 шарів.
За результатами випробувань із використанням лазера структура виявилась у тисячу разів ефективнішою за чистий титанат барію тієї ж товщини при тому, що використовувалось на дві третини менше фотоелектричного елементу. Ефект виявився стійким, залишаючись майже постійним протягом шести місяців.
Панелі з використанням таких сонячних елементів можуть виявитись набагато ефективнішими за ті, у яких використовуються фотоелектричні елементи на основі кремнію. Окрім цього нові нанокристалічні сонячні елементи займають набагато менше місця. Матеріал також простіший у виробництві та більш довговічний, тому що не потребує спеціальної упаковки.
Нові перовскітні сонячні елементи мають до 30% ККД та не шкодять довкіллю
Результати дослідження опубліковані у журналі Science Advances
Джерело: TechSpot
Favbet Tech – це ІТ-компанія зі 100% украінською ДНК, що створює досконалі сервіси для iGaming і Betting з використанням передових технологіи та надає доступ до них. Favbet Tech розробляє інноваційне програмне забезпечення через складну багатокомпонентну платформу, яка здатна витримувати величезні навантаження та створювати унікальний досвід для гравців.
Повідомити про помилку
Текст, який буде надіслано нашим редакторам: