Черный кремний может повысить эффективность традиционных солнечных ячеек

05 октября 2012
0

В последнее время все чаще используются солнечные коллекторы и солнечные батареи для сбора энергии Солнца и производства тепла и электричества. Всвязи с этим ученые пытаются разработать способы повышения эффективности работы имеющихся уже устройств. Исключением не стали и специалисты из Германии.

Черный кремний может повысить эффективность традиционных солнечных ячеек
— Черный кремний может повысить эффективность традиционных солнечных ячеек

Исследователи из Фраунхоферского института телекоммуникаций (Германия) разработали систему, позволяющую солнечным ячейкам эффективно улавливать энергию из инфракрасной части спектра – источника, который в прошлом был по большей части недоступен. Новая технология должна хорошо работать с имеющимися сейчас на рынке солнечными ячейками и, вполне возможно, станет стандартом в солнечной энергетике завтрашнего дня.

Когда фотоны попадают на поверхность солнечной ячейки, энергия, которую они несут, поглощается полупроводником. Если поглощаемая энергия выше определенного порога (это называется запрещенной зоной и зависит от применяемого полупроводника), электроны высвобождаются из полупроводника и могут использоваться для генерирования электрического тока.

Энергия, которую несет фотон, пропорциональна его частоте. В случае использования кремниевых солнечных ячеек фотоны инфракрасной части спектра часто не обладают достаточной энергией, чтобы производить электричество, и инфракрасный свет просто проходит через ячейку незадействованным. Красные фотоны несут достаточно энергии, чтобы выбить электрон, а фотоны синей части и дальше (ультрафиолетовый свет) обладают слишком большой энергией, так что часть ее используется для высвобождения электрона, а остальное растрачивается в виде тепла. Неспособность добыть энергию фотона в полном объеме является основной причиной того, что солнечные ячейки столь неэффективны.

За последние несколько лет исследователи создали солнечные ячейки, способные более эффективно поглощать инфракрасный и ультрафиолетовый свет. А теперь ученые из Фраунхоферского института предложили еще одно решение. Разработка основана на поглощении инфракрасного света с помощью так называемого черного кремния. Этот материал получают путем введения атомов серы в кремниевую решетку. Сера уменьшает запрещенную зону и, таким образом, позволяет высвобождать электроны из полупроводника гораздо менее энергетичным фотонам. На следующем этапе ученые намерены включить полученные ячейки в уже существующую технологию, и судя по всему, это не составит  большого труда.

Комментарии (0)

    Вы должны авторизоваться, чтобы оставлять комментарии.

    При использовании материалов данного сайта прямая и явная ссылка на сайт www.radiomaster.net обязательна. 0.2876 s
    Яндекс.Метрика Rambler's Top100