Ученые создали солнечную панель толщиной 20 ангстрем
Человек давно освоил солнечную энергию и использует самые разные конструкции солнечных батарей в быту и для производственных целей. В то же время, батареи эти все еще слишком громоздки, чтобы можно было говорить о настоящей эффективности и обеспечить их повсеместное распространение. В отличие от традиционных солнечных элементов, новая разработка международной группы ученых из Бостонского Университета, Национального Университета Сингапура и Оксфордского Университета позволяет создать солнечную панель толщиной не более нескольких ангстрем с показателем квантовой эффективности до 30%.
В основе изобретения лежит специальный слоистый композитный материал, в составе которого имеется дихалькогенид полупроводникового переходного металла и слои графен. Этот материал, имеющий сокращенное название TMDC (Semiconducting Transition Metal Dichalcogenide), состоит из треугольной решетки атомов переходных металлов, которые в свою очередь помещаются между двух треугольных решеток халькоген атомов — серы, селена или теллура. Благодаря наличию в слоях материала сингулярностей Ван Хова, определяющих особую восприимчивость электронов к световому воздействию, фотонно-электронное взаимодействие здесь особенно сильно.
Используя несколько слоев разных материалов, ученым удалось создать слоистую атомарную структуру, состоящую из нитрита бора, используемого в качестве защитной пленки и изолятора, а также материала TMDC и графена. Для большей эффективности графен можно покрыть наночастицами золота, что позволит увеличить поглощение солнечных лучей, которые, попадая на TMDC, вызывают смещение электронов, которые передаются графеновым электродам.
В результате, ученым удалось создать устройство толщиной всего 20 ангстрем. Тем не менее, атомная солнечная панель способная переработать до 30% солнечного света, что является отличным результатом для данной схемы. На следующем этапе изысканий предполагается увеличить эффективность системы, а также изучить возможность использования других комбинаций материалов, способных дать еще более впечатляющий результат.
В основе изобретения лежит специальный слоистый композитный материал, в составе которого имеется дихалькогенид полупроводникового переходного металла и слои графен. Этот материал, имеющий сокращенное название TMDC (Semiconducting Transition Metal Dichalcogenide), состоит из треугольной решетки атомов переходных металлов, которые в свою очередь помещаются между двух треугольных решеток халькоген атомов — серы, селена или теллура. Благодаря наличию в слоях материала сингулярностей Ван Хова, определяющих особую восприимчивость электронов к световому воздействию, фотонно-электронное взаимодействие здесь особенно сильно.
Используя несколько слоев разных материалов, ученым удалось создать слоистую атомарную структуру, состоящую из нитрита бора, используемого в качестве защитной пленки и изолятора, а также материала TMDC и графена. Для большей эффективности графен можно покрыть наночастицами золота, что позволит увеличить поглощение солнечных лучей, которые, попадая на TMDC, вызывают смещение электронов, которые передаются графеновым электродам.
В результате, ученым удалось создать устройство толщиной всего 20 ангстрем. Тем не менее, атомная солнечная панель способная переработать до 30% солнечного света, что является отличным результатом для данной схемы. На следующем этапе изысканий предполагается увеличить эффективность системы, а также изучить возможность использования других комбинаций материалов, способных дать еще более впечатляющий результат.
Ещё новости по теме:
18:20