antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Category:

Преодолен теоретический предел КПД кремниевых солнечных панелей



Исследователи из MIT заставили один фотон выбивать сразу два электрона, что увеличило теоретический максимум КПД с 29,1 до 35%. Авторы открытия надеются, что дальнейшие эксперименты еще больше увеличат эти цифры.

Традиционно считается, что эффективность стандартных кремниевых фотоэлементов не может превышать 29,1%. Отчасти это связано с тем, что каждый фотон может выбить только один электрон, даже если его энергии достаточно для взаимодействия с двумя. Ученые уже несколько десятилетий пытаются преодолеть это ограничение.

Исследователям из Массачусетского технологического института удалось добиться прорыва в этом направлении. Как сообщает Science Daily, еще шесть лет назад члены команды доказали возможность выбивания двух электронов одним фотоном. Однако в тех опытах использовался малоэффективный органический фотоэлемент.

Теперь же ученым удалось повторить этот эффект в кремниевой солнечной батарее. Именно они сейчас наиболее распространенные.

Ключом к решению задачи стал класс материалов, содержащих возбужденные квазичастицы экситоны. Под их воздействием энергия одного фотона разделяется на два независимых энергетических пакета. Этот процесс известен как синглетное деление экситона.

Самым сложным было связать энергию экситонов с кремнием — неэкситонным материалом. Предыдущие исследования буксовали именно на этом этапе. Команда из MIT добилась успеха за счет добавления тончайшего промежуточного слоя между поверхностным слоем из тетрацена и кремниевым солнечным элементом. Этот переход толщиной всего несколько атомов состоит их оксинитрида гафния.

Объединив три элемента, исследователи удвоили количество энергии, производимой солнечным светом в сине-зеленой части спектра. Это означает увеличение теоретического максимума кремниевых фотоэлементов с 29,1% до 35%.

Авторы разработки отмечают, что ее коммерческое использование начнется не раньше, чем через несколько лет. До этого предстоит оптимизировать используемые кремниевые элементы и протестировать полученные пластины на прочность. Они также надеются, что дальнейшие исследования, например, в области управления свойствами оксинитрида гафния, могут дополнительно повысить КПД фотопанелей.

Tags: электроэнергетика
Subscribe

Posts from This Journal “электроэнергетика” Tag

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 2 comments