Тончайший тонкопленочный фотоэлемент

16.12.2021

Инженеры из Стэнфордского университета создали солнечный элемент с использованием дихалькогенидов переходных металлов (ДПМ) на гибкой полиамидной подложке. Их прототип показал рекордную эффективность для подобных тонкопленочных фотоэлементов - 5,1%.

Авторы исследования считают, что смогут достичь показателя в 27% при оптимизации оптических и электрических характеристик. У прототипа также в 100 раз больший коэффициент соотношения массы к мощности, чем у любых ранее разработанных солнечных элементов с ДПМ: 4,4 Вт на грамм. Но ученые рассчитываются добиться 46 Вт/грамм.

Прототип стэнфордской команды включает в себя диселенид вольфрама и контакты из золота, покрытые слоем проводящего графена толщиной в один атом. Все это зажато между гибким полимером и антибликовым покрытием, улучшающим поглощение света. Полностью собранный фотоэлемент толщиной менее 6 микрон, что в 15 раз тоньше листа бумаги.


Основной материал коммерческих солнечных батарей - кремний. КПД таких фотопанелей почти 30%, однако они слишком тяжелые и жесткие для использования там, где нужны гибкость и легкость. В то время как ДПМ имеют большие перспективы - они тонкие и не содержат токсичных химикатов.

Малый вес и высокая мощность имеют первостепенное значение для различных носимых устройств, автономных датчиков, аэрокосмических и электрических транспортных средств.

ДПМ также биосовместимы, поэтому их можно использовать в носимых устройствах, требующих прямого контакта с кожей или тканями человека.

<< Назад: Вертикальные транзисторы VTFET 16.12.2021

>> Вперед: Водород из солнечной энергии 15.12.2021

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Летучие мыши запоминают акустическую карту своего ареала 10.11.2024 Летучие мыши обладают уникальной способностью находить дорогу в полной темноте, используя свою эхолокацию, которая позволяет им ориентироваться без света. Новое исследование, проведенное международной командой ученых из Тель-Авивского университета и Еврейского университета Иерусалима, показало, что эти животные не только полагаются на эхолокацию, но и сохраняют в памяти детализированную акустическую карту своего ареала обитания. Проведенный эксперимент ставит вопрос: могли бы люди ориентироваться в темноте в радиусе трех километров, полагаясь только на один фонарик? Летучие мыши сталкиваются с подобной задачей каждую ночь, используя для навигации ультразвук вместо света. Команда ученых под руководством Аи Гольдштейн изучала, как летучие мыши вида Pipistrellus kuhlii определяют свое местоположение в темноте и возвращаются к месту ночлега. Эксперимент был проведен в долине Хула в Израиле. Для исследования ученые отловили 76 летучих мышей весом всего около 6 граммов каждая. Каждое животное было помечено небольшим GPS-датчиком системы ATLAS, который обеспечивал отслеживание их передвижений в режиме реального времени с высоким разрешением. Летучих мышей перемещали на различные точки в радиусе трех километров от места их обычного ночлега, но при этом они оставались в пределах своего привычного ареала. Результаты удивили исследователей: 95% летучих мышей сумели вернуться в свои пещеры всего за несколько минут, используя преимущественно свою эхолокацию. Однако вскоре стало очевидно, что при возможности животные также пользуются зрением для уточнения маршрута. "Это было неожиданностью для нас", - говорит Ая Гольдштейн. "Мы не ожидали, что летучие мыши с такими маленькими глазами будут частично полагаться на зрение, особенно в ночное время". Исследователи тщательно проанализировали, как летучие мыши ориентируются в пространстве, используя эхолокацию. Животные собирают акустическую информацию о своей среде и различают такие объекты, как деревья и дороги, которые служат для них ориентирами. Эти объекты играют роль своеобразных "акустических меток", помогающих летучим мышам корректировать свой путь. Когда животное точно определяет свое местоположение, оно переключается с хаотичного, синусоидального полета на направленный, стремясь к своей цели. Команда ученых пришла к выводу, что летучие мыши хранят в памяти подробную ментальную карту своего ареала обитания, что позволяет им эффективно ориентироваться. Они постоянно сравнивают полученные в реальном времени данные от эхолокации с сохраненными в памяти ориентирующими метками. Эта способность - одна из ключевых для их успешной навигации и выживания. Неожиданным для ученых стало открытие, что, помимо эхолокации, летучие мыши активно используют зрение для ориентирования. Хотя их глаза маленькие и не предназначены для высококачественного ночного зрения, они помогают улучшить точность навигации. Это открытие подчеркивает, насколько сложна и многогранна система ориентации у этих животных.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025