Новости

Чтобы это излучение тепла не пропадало зря, исследователи разработали солнечные панели из черного кремния. Материал поглощает почти весь солнечный свет, включая инфракрасное излучение, и преобразует его в электричество.

«Черный кремний производится посредством облучения стандартного кремния, помещенного в насыщенную серой атмосферу, фемтосекундными лазерными импульсами», - объясняет д-р Штефан Контерманн, который возглавляет исследовательскую группу «Наноматериалы для преобразования энергии» в рамках работ проектной группы по волоконно-оптическим сенсорным системам из Института телекоммуникаций общества Фраунгофера (ФРГ), HHI.

Исследователям из HHI уже сейчас удалось удвоить эффективность черных кремниевых солнечных элементов, они создали образцы, которые могут производить больше электроэнергии из инфракрасного спектра.

«Мы надеемся, что сможем повысить эффективность солнечных батарей, которая в настоящее время составляет приблизительно 17 процентов, на один процент», - говорит доктор Контерманн.

При использовании обычного кремния, ИК-излучению не хватает энергии, чтобы возбудить электроны в зоне проводимости и конвертировать их в электричество, но атомы серы, включенные в черный кремний, образуют своего рода промежуточный уровень. Это можно сравнить с попыткой взобраться на стену: первый раз вы терпите неудачу, потому что стена слишком высока, но во второй раз вы добиваетесь успеха в два этапа, используя промежуточный уровень.

Возбудить электроны в атомах серы проще, а если на такой атом с уже возбуждённым электроном придёт очередная волна инфракрасного излучения, то в результате этого двухступенчатого возбуждения электрон достигнет энергии, которая позволит ему «перескочить» на близлежащий атом кремния и «заставить» его генерировать электричество.

Однако этот промежуточный уровень позволяет электронам не только взойти «по стене», но и работает в обратном направлении: электроны от кремния могут перейти к сере, и будут потеряны для энергетики. Долгое время это снижало эффективность чёрного кремния и не позволяло говорить о его преимуществе над обычным. Но немецким исследователям удалось справиться с этой проблемой.

«Мы использовали лазерные импульсы для изменения встроенной серы для того, чтобы увеличить число электронов, которые могут «взобраться», минимизируя при этом число, которое может вернуться вниз», - объясняет доктор Контерманн.

Для этого были изменены параметры лазерных импульсов, используемых при допировании, таким образом, чтобы конечная кристаллическая решётка требовала для перехода от атома кремния к атому серы больше энергии, чем для обратного перехода. Это позволило удвоить коэффициент полезного действия по сравнению с ранними образцами чёрных фотоэлементов.

Но важным будет не только повышение эффективности, но и снижение перегрева фотоэлементов. Нагрев выше 25 градусов по Цельсию ведёт к падению КПД до 0,5% на градус, что в жаркие дни снижает эффективность батарей. Если же чёрный кремний будет преобразовывать инфракрасное излучение в электричество, скорость нагрева и его, и обычного кремния, работающего с ним в паре, будет куда ниже, а падение КПД сведётся к минимуму.

09:00, 21 Июля 26 «Якутскэнерго» обновляет ЛЭП в селе Туора-Кюель Чурапчинского улуса дальше..		08:58, 21 Июля 26 Организация «Росатома» представила проект «Творцы “атомных” городов» на Российской креативной неделе дальше..
08:50, 21 Июля 26 Энергетики привели в порядок береговую линию Чаунской губы в Певеке дальше..		07:55, 21 Июля 26 На ТОР «Хабаровск» к газоснабжению подключен готовящийся к открытию завод по производству сухих строительных смесей дальше..
07:43, 21 Июля 26 При поддержке Топливного дивизиона «Росатома» в Новоуральске появился современный городской парк дальше..		07:41, 21 Июля 26 НИУ «МЭИ» и ректор университета удостоены государственных наград Вьетнама дальше..
07:18, 21 Июля 26 Фонд развития промышленности профинансировал в Брянской области 25 проектов на 6,7 млрд рублей дальше..		07:04, 21 Июля 26 На подстанции 110 кВ «Ямбухтино» в Татарстане смонтирован опытно-промышленный образец системы автономного питания дальше..
07:02, 21 Июля 26 Итогом работы трека «Росатома» на форуме «Форсаж» стал гид по коммуникациям в зонах экотехногенных рисков дальше..		06:38, 21 Июля 26 «Амурские тепловые сети» проложат новый трубопровод на улице Театральной в Благовещенске дальше..
06:32, 21 Июля 26 Мангистауский атомный энергетический комбинат заменит автотрансформатор на ТЭС дальше..		06:30, 21 Июля 26 Кемеровская ГРЭС обновляет котельное оборудование дальше..
06:20, 21 Июля 26 «Мосгаз» прокладывает газопровод высокого давления в ТиНАО дальше..		06:16, 21 Июля 26 Хабаровская ТЭЦ-3 отремонтировала теплофикационное оборудование дальше..
06:00, 21 Июля 26 Казахстанский завод Caspi Bitum увеличил мощность переработки нефти до 1,5 млн тонн в год дальше..		05:46, 21 Июля 26 «Газпром добыча Кузнецк» провел ежегодный экологический сплав дальше..
05:38, 21 Июля 26 Робот проверит 3,5 км теплосетей по контуру Красноярской ТЭЦ-3 дальше..		05:34, 21 Июля 26 Студенты Сургутского государственного университета получают рабочую профессию дальше..
05:32, 21 Июля 26 В Хакасии появится особая экономическая зона дальше..		05:26, 21 Июля 26 На ЛЭП в Шамильском районе Дагестана установлено 140 новых опор дальше..
05:24, 21 Июля 26 По запросам «Т Плюс» более 300 объектов в Самаре перенесены на безопасное расстояние от теплосетей дальше..		05:22, 21 Июля 26 «Транснефть» запатентовала программное обеспечение системы обнаружения утечек дальше..
05:16, 21 Июля 26 На стройплощадке второй очереди ВВЭР-1200 Ленинградской АЭС-2 работы ведутся на 55 объектах дальше..		04:58, 21 Июля 26 Сотрудник Ленинградской АЭС стал победителем областного конкурса экскурсоводов дальше..
04:56, 21 Июля 26 «Роснефть» провела в Москве финал корпоративного конкурса «Энергия талантов» дальше..		04:46, 21 Июля 26 В Невском районе Санкт-Петербурга введена в эксплуатацию новая трансформаторная подстанция дальше..
04:44, 21 Июля 26 РусГидро выплатило 213,9 млн рублей купонного дохода по биржевым облигациям дальше..		04:39, 21 Июля 26 В Краснодарском крае в рамках догазификации подключено 77 тысяч домовладений дальше..
04:22, 21 Июля 26 «Росатом» импортозаместил блок финансовой отчетности корпоративного хранилища данных дальше..