Фотоэлементом может стать любой полупроводник

      Комментарии к записи Фотоэлементом может стать любой полупроводник отключены

Фотоэлементом может стать любой полупроводник

Исследователи из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли создали разработку, разрешающую создавать фотоэлементы практически из любого известного полупроводника.

В Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США) создана разработка, которая разрешает создавать фотоэлементы практически из любого известного полупроводника, что возможно может привести к лавинообразному понижению цены солнечных батарей. Среди новых вероятных материалов для фотоэлементов фигурируют недорогие оксиды металлов, фосфиды и сульфиды, ранее считавшиеся негодными для данной роли.

Смотрите кроме этого: Ржавчина сохранит солнечную энергию

Ржавчина — это не только печальное свидетельство упадка прежней роскоши, но и полупроводник, талантливый применять энергию солнца для расщепления воды. Применяя энергию солнца и ультратонкие плёнки оксида железа (более известного как ржавчина), учёные из Израильского технологического университета показали новый метод расщепления воды на кислород и водород.



Фотоэлементы, созданные по новой разработке — на оксиде меди (А) и графене (В) — демонстрируют отличные р-n-переходы без всякого допирования. (Иллюстрация William Regan.)

Современные фотоэлементы высокой эффективности самостоятельно базируются на полупроводниках, действенно поглощающих фотоны и испускающих наряду с этим электроны. Они бывают кремниевые или тонкоплёночные из теллурида кадмия либо на базе галлия и индия. Кристаллический кремний дорог; об металлических элементах возможно сообщить лишь то, что они редки и ещё дороже.

Не смотря на то, что нет, они ещё и ядовиты, а их утилизация весьма сложна.

Не секрет, что именно цена, не обращая внимания на собственное приблизительно десятикратное понижение за последнее десятилетие, всё ещё остаётся главным причиной, не разрешающим фотоэлементам действенно соперничать с тепловой энергетикой.

Новая разработка именуется «Фильтрующие фотоэлементы на полевом эффекте» (SFPV), потому, что применяет действие электрического поля на полупроводник, при котором количество носителей заряда в полупроводнике быстро возрастает. Частично фильтрующий верхний электрод разрешает электрическому полю затвора в достаточной степени попадать в электрод, более однородно регулировать концентрацию носителей заряда в полупроводнике и вызывать p-n-переход. Это ведет к образованию высокоэффективных p-аккумуляторная-переходов, недостижимых способом простого химического допирования.

«Отечественной технологии нужен затвор и единственный электрод; она не испытывает недостаток в высокотемпературном химическом допировании, внедрении ионов или других дорогостоящих процессах», — подчёркивает ведущий разработчик Уильям Риган.

Уилл Риган (справа) и его сотрудник Алекс Зеттл у примера фотоэлемента нового типа (фото Roy Kaltschmidt).

Авторы поработали с двумя архитектурами фотоэлемента: тип А (на базе оксида меди), с контактами электрода, выполненными в виде узких «ножек», и тип В (на базе кремния), с контактами в виде одноатомного слоя графена. И в том и другом случае с р-n-переходом всё было прекрасно.

Помимо этого, и это особенно принципиально важно, исследователям удалось показать конфигурацию с независимой подпиткой затвора, где электрическое поле, разрешающее применять в фотоэлементе практически каждые проводники, питалось от энергии, вырабатываемой самим фотоэлементом. В таких фотоэлементах, как и в простых, не пригодятся внешние источники электрического поля, что упростит их использование.

Подготовлено по данным Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли.

Создатель: Александр Березин

Интересные записи:

Фотореле ФР-602 от IEK для уличного освещения. Схема подключения и принцип работы


Еще немного статей: