Материал, созданный петербургскими учёными, увеличит эффективность солнечных батарей
Учёные двух вузов — Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» и Санкт-Петербургского национально-исследовательского академического университета име Ж. И. Алфёрова Российской академии наук — разработали новое наноразмерное вещество с многослойной структурой, способное увеличить коэффициент полезного действия солнечных фотоэлементов. Материал обладает высокой устойчивостью к агрессивным средам и способен сохранять свои свойства даже в космическом вакууме.
Сегодня основной элемент в фотоэлектрических модулях — кремний, но его возможности достигли максимума, вследствие чего серьёзно увеличить эффективность солнечной генерации на основе кремния уже не получится. Исследователи по всему миру занимаются поиском альтернативы химическому элементу и пытаются его модифицировать для улучшения качественных показателей.
Как говорит один из соавторов-создателей наноразмерного вещества Александр Гудовских, ими были синтезированы микроскопические кристаллы с многослойной структурой из фосфида галлия, размещающиеся на кремниевой основе. С целью создания упорядоченной структуры учёные использовали метод атомно-солевого осаждения. После изучения полученных материалов стало ясно, что микрокристаллы позволят увеличить производительность солнечной батареи на несколько процентов, сделав её эффективнее. Для солнечной генерации прирост даже в пару процентов — отличный показатель, поэтому разработку питерских учёных можно считать весомым результатом.
Упомянутая ранее стойкость нового композитного материала может также найти широкое применение в космической отрасли.
Российские физики в своей работе для создания нового материала предложили использовать кремний с дырочным типом проводимости. Получаемый на его основе композиты, как выяснили ученые, оказались более устойчивыми к таким агрессивным средам, как условия космоса. Элементы на подложку исследователи осаждали в особом порядке: к каждому атому кремния присоединялся атом галлия, а затем добавлялся фосфин, который встраивался в композит.
«Данное исследование является одним из "кирпичиков" на пути нашего строительства нового более эффективного и прочного класса элементов для солнечной энергетики. Конечно, на основе созданных материалов мы уже получили только первые прототипы солнечных элементов. Однако главная задача — прийти к созданию конкретного прибора, который можно было бы внедрить в промышленное производство солнечных элементов», — прокомментировал исследование Александр Гудовских.
