Черный кремний для эффективных солнечных панелей. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Черный кремний для эффективных солнечных панелей

20.10.2012

Солнечные панели преобразуют в электричество только три четверти энергии солнечных лучей. Таким образом, к изначально невысокому КПД добавляется еще и потеря всей инфракрасной части спектра, что является недопустимым расточительством. Ученые из Института Фраунгофера разработали новый материал для солнечных ячеек, который улавливает и инфракрасный свет.

Материал под названием черный кремний очень перспективен, и недавно немецким ученым удалось удвоить эффективность солнечных ячеек на его основе.

Из-за того, что четверть энергии солнечных лучей солнечные панели попросту не могут превратить в электричество, не только теряется энергия, но и происходит нагрев солнечных панелей, что снижает их срок службы и еще больше уменьшает КПД. Одним из способов преодоления этой проблемы является использование черного кремния, материала, который поглощает почти весь солнечный свет, в том числе инфракрасное излучение, и преобразует его в электричество.

Черный кремний получают путем облучения стандартного кремния фемтосекундными лазерными импульсами в газовой среде, содержащей серу. В ходе данного процесса атомы серы присоединяются к атомной решетке кремния. В обычном кремнии инфракрасному свету не хватает энергии для возбуждения электронов и преобразования их в электричество. Это как высокая стена, которую нельзя преодолеет одним прыжком. Но благодаря включению атомов серы черный кремний образует своего рода промежуточные уровни, которые облегчают "перескакивание" электронов. Изменяя параметры лазерного импульса, ученые смогли изменить высоту промежуточных уровней и увеличить отдачу электронов до максимального уровня.

Первоначально разработчики планируют просто добавлять ячейки из черного кремния в обычные солнечные панели. Ячейки-тандемы из обычного и черного кремния будут всего на пару процентов эффективнее обычных, но зато таким образом можно модернизировать большое количество существующих солнечных панелей, что даст хороший прирост энергии.

В перспективе черный кремний можно будет использовать как основной материал для изготовления солнечных панелей, хотя для этого потребуется разработка специальных автоматических лазерных установок.

<< Назад: Создана генетическая схема 21.10.2012

>> Вперед: Во время сна мы вспоминаем 20.10.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Воздушная ловушка для насекомых 01.05.2024

Сельское хозяйство – одна из ключевых отраслей экономики, и борьба с вредителями является неотъемлемой частью этого процесса. Команда ученых из Индийского совета сельскохозяйственных исследований – Центрального научно-исследовательского института картофеля (ICAR-CPRI) в Шимле представила инновационное решение этой проблемы – воздушную ловушку для насекомых, работающую от ветра. Это устройство адресует недостатки традиционных методов борьбы с вредителями, предоставляя данные о популяции насекомых в реальном времени. Ловушка полностью работает за счет энергии ветра, что делает ее экологически чистым решением, не требующим электропитания. Ее уникальная конструкция позволяет отслеживать как вредных, так и полезных насекомых, обеспечивая полный обзор популяции в любой сельскохозяйственной зоне. "Оценивая целевых вредителей в нужное время, мы можем принимать необходимые меры для контроля как насекомых-вредителей, так и болезней", – отмечает Капил ...>>

Угроза космического мусора для магнитного поля Земли 01.05.2024

Все чаще мы слышим об увеличении количества космического мусора, окружающего нашу планету. Однако не только активные спутники и космические аппараты способствуют этой проблеме, но и обломки старых миссий. Рост количества спутников, запускаемых компаниями, как SpaceX, создает не только возможности для развития интернета, но и серьезные угрозы для космической безопасности. Эксперты теперь обращают внимание на потенциальные последствия для магнитного поля Земли. Доктор Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики подчеркивает, что компании стремительно разворачивают спутниковые констелляции, и число спутников может вырасти до 100 000 в следующем десятилетии. Быстрое развитие этих космических армад спутников может привести к загрязнению плазменной среды Земли опасными обломками и угрозе устойчивости магнитосферы. Металлические обломки от использованных ракет могут нарушить ионосферу и магнитосферу. Обе эти системы играют ключевую роль в защите атмосферы и поддер ...>>

Застывание сыпучих веществ 30.04.2024

В мире науки существует достаточно загадок, и одной из них является странное поведение сыпучих материалов. Они могут вести себя как твердое тело, но внезапно превращаться в текучую жидкость. Этот феномен стал объектом внимания многих исследователей, и, возможно, наконец-то мы приближаемся к разгадке этой загадки. Представьте себе песок в песочных часах. Обычно он течет свободно, но в некоторых случаях его частицы начинают застревать, превращаясь из жидкого состояния в твердое. Этот переход имеет важное значение для многих областей, начиная от производства лекарств и заканчивая строительством. Исследователи из США предприняли попытку описать этот феномен и приблизиться к его пониманию. В ходе исследования, ученые провели моделирование в лаборатории, используя данные о пакетах полистироловых шариков. Они обнаружили, что вибрации внутри этих комплектов имеют определенные частоты, что означает, что через материал могут распространяться только определенные типы вибраций. Полученные ...>>

Имплантированный стимулятор мозга 30.04.2024

В последние годы научные исследования в области нейротехнологий сделали огромный прогресс, открывая новые горизонты для лечения различных психиатрических и неврологических расстройств. Одним из значительных достижений стало создание самого маленького имплантированного стимулятора мозга, представленного лабораторией Университета Райса. Этот новаторский устройство, получившее название Digitally Programmable Over-brain Therapeutic (DOT), обещает революционизировать методы лечения, обеспечивая больше автономии и доступности для пациентов. Имплантат, разработанный в сотрудничестве с Motif Neurotech и клиницистами, вводит инновационный подход к стимуляции мозга. Он питается через внешний передатчик, используя магнитоэлектрическую передачу энергии, что исключает необходимость проводов и больших батарей, типичных для существующих технологий. Это делает процедуру менее инвазивной и предоставляет больше возможностей для улучшения качества жизни пациентов. Помимо применения в лечении резист ...>>

Восприятие времени зависит от того, на что человек смотрит 29.04.2024

Исследования в области психологии времени продолжают удивлять нас своими результатами. Недавние открытия ученых из Университета Джорджа Мэйсона (США) оказались весьма примечательными: они обнаружили, что то, на что мы смотрим, может сильно влиять на наше ощущение времени. В ходе эксперимента 52 участника проходили серию тестов, оценивая продолжительность просмотра различных изображений. Результаты были удивительны: размер и детализация изображений оказывали значительное воздействие на восприятие времени. Более крупные и менее загроможденные сцены создавали иллюзию замедления времени, в то время как мелкие и более загруженные изображения вызывали ощущение его ускорения. Исследователи предполагают, что визуальный беспорядок или перегрузка деталями могут затруднить наше восприятие окружающего мира, что в свою очередь может привести к ускорению восприятия времени. Таким образом было даказано, что наше восприятие времени тесно связано с тем, на что мы смотрим. Более крупные и менее ...>>

Случайная новость из Архива

Светодиодный текстиль 12.04.2020

Классические светоизлучающие элементы устроены таким образом, что светоизлучающий слой заключен между двумя электродами, подающими питание. Для источников света в виде нитей и тканей из таких нитей подобное строение подходит не самым лучшим образом. Ученые из Республики Корея смогли обойти это ограничение и создали светящийся текстиль с электродами внутри люминесцентного слоя.

Предметы одежды, рекламные плакаты и другие вещи из материалов наподобие тканей было бы заманчиво выпускать с использованием вплетенных световых конструкций. Традиционное представление светоизлучающих элементов этому явно не способствует.

Группа ученых из корейского Институт науки и технологий Тэгу Кенбук (DGIST) поставила перед собой задачу разработать гибкий люминесцентный прибор, в котором возбуждающее свечение электромагнитное поле распространялось бы не перпендикулярно электродам, а вдоль плоскости, в которой они расположены. Также такая конструкция позволяла спрятать подающие питание электроды внутрь люминесцентного слоя и не загораживать поверхность светоизлучающего прибора.

Разработанный группой гибкий люминесцентный текстиль представляет собой пленку из полидиметилсилоксана (PDMS) и сульфида цинка (ZnS), в слой которой встроены гибкие проводящие ток электроды. Такая пленка, во-первых, обладает механолюминесценцией (светится от механических воздействий) и, во-вторых, электролюминесценцией (светится при подаче питания на электроды, между которыми возникает электромагнитное поле).

Опытные образцы светящихся волокон и ткани из них показали высокую эффективность свечения и достаточную механическую прочность. Но когда эта технология может быть отправлена в коммерческое производство, не уточняется.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте