Представлена сверхэкономная технология создания массивов кремниевых стержней для солнечных элементов

 


Ученые из Калифорнийского технологического института (США) предложили технологию создания массивов кремниевых стержней, которые демонстрируют высокий коэффициент поглощения падающего излучения при расходовании лишь сотой части того объема материала, который необходим для производства традиционных кремниевых пластин.

Полученные исследователями кремниевые стержни имели диаметр в несколько микрометров и длину до 100 мкм. Для улучшения их характеристик использовалось просветляющее покрытие из нитрида кремния толщиной около 80 нм. Стержни заключались в слой светопроницаемого полимера полидиметилсилоксана, в который были введены частицы оксида алюминия Al2O3 диаметром менее 0,9 мкм. Эти частицы предназначены для рассеивания падающего излучения: если бы их не было, падающий сверху свет просто проникал бы в промежутки между стержнями и не поглощался ими. «Вряд ли кому-то понравится фотоэлемент, который не может работать в полдень», — поясняет участник исследования Гарри Этуотер (Harry Atwater).

В экспериментах, результаты которых представлены на рисунке ниже, анализировались свойства массивов при падении на них излучения с длиной волны в диапазоне (400–1 150) нм. Ученые отмечают, что в ближнем ИК-диапазоне созданные ими устройства по своим поглощающим свойствам превосходят кремниевые пластины. «Их характеристики впечатляют, — признает коллега исследователей Кен Дароуз (Ken Durose) из Даремского университета (Великобритания). — Основная проблема солнечных элементов — высокая стоимость, и индустрия нуждается в новых способах сокращения расхода материала при сохранении эффективности преобразования энергии».

Теперь авторам необходимо изготовить рабочий прототип фотоэлемента. Технология создания таких солнечных элементов уже отработана: недавно, к примеру, свой вариант, построенный на базе нанопроводов из более дорогого арсенида галлия, представила исследовательская группа из Санкт-Петербурга (см. статью в журнале Nanoscale Research Letters).

Полная версия отчета будет опубликована в журнале Nature Materials.

Подготовлено по материалам Nature News.



Источник: Компьюлента