Наука и техника

Наука и техника / Энергетика / Альтернативная энергетика /

Как внушить тонкому фотоэлементу, что он толстый?

30 января 2013 года, 19:17 | Текст: Александр Березин | Послушать эту новость

Исследователи из Университета Осло (Норвегия) под руководством Эрика Марстейна (Erik Marstein) в ближайшие несколько лет хотят несказанно удивить рынок фотоэлементов. Поскольку желающим сделать то же нет числа («КЛ» регулярно знакомит вас с такими начинаниями в гелиоэнергетике), стоит объяснить, почему шансы норвежцев на успех видятся неплохими.

Норвежцы собираются сотрясти массовый рынок лишь через пять–семь лет: одно дело создать технологию, и другое — довести её до готовности к массовому производству. (Фото UiO.)
Норвежцы собираются сотрясти массовый рынок лишь через пять–семь лет: одно дело создать технологию, и другое — довести её до готовности к массовому производству. (Фото UiO.)


Итак, на производство солнечных батарей тратится 100 тыс. тонн чистого кристаллического кремния в год. «Чистого» — то есть имеющего менее одной миллионной примесей всех типов. Две миллионных — и такой фотоэлемент никому не нужен. Понятно, что производство такого кремния требует (пока) и высоких температур, и уймы энергии, да и конечный продукт обходится в копеечку. Поэтому пока стоимость ватта установленной мощности солнечной батареи равна половине евро. Да, всего несколько лет назад она «весила» пару евро... И всё равно прогресс пока скорее топчется.

Норвежские специалисты хотят решить проблему за счёт сокращения толщины будущих фотоэлементов из кремния в 20 (!) раз, до 20 мкм (что в 10–20 раз меньше, чем у обычных фотоэлементов). Правда, оптимальная толщина для поглощения света — 1 000 мкм, но для нового фотоэлемента это не будет проблемой. Исследователи применили необычную «зеркальную» ловушку, позволяющую достигать 25-кратного переотражения света в пределах фотоэлемента, что делает его малую толщину совместимой с высокой эффективностью.

Как? Для создания регулярно повторяющихся неровностей нужной формы используются микрокапсулы из пенополистирола диаметром от 0,5 мкм, изобретенные ещё в прошлом веке (кстати, в той же Норвегии). Их особенность в том, что в магнитном поле они ведут себя как магнитные материалы, а при удалении из него не имеют остаточной намагниченности. Благодаря этому их можно применить для создания неровностей на микроуровне, распылив по поверхности основы для солнечной батареи точно в желаемые места при помощи магнитного поля. Затем лазер, прицеливаясь по этим шарикам, оставляет вокруг них отметины, испаряя верхний слой кремния и формируя тем самым неровности на наноуровне, которые затем, при работе, многократно переотражают входящий свет.

Производство фотоэлементов при помощи таких микрокапсул позволит свести почти к нулю и потери кристаллического кремния при создании солнечных батарей, которые сейчас равны 50%.

Что не менее важно, вместо обычно применяемых в таких попытках симметричных наноструктур, таких как повторяющиеся цилиндры, исследователи предложили структуры, напротив, асимметричные, что позволило поднять эффективность переотражения и дополнительно на 20% снизить толщину кремниевых пластин в фотоэлементах.

Увы, на рынок новый продукт разработчики обещают вывести не ранее чем через пять лет.

Подготовлено по материалам Phys.Org.

Каждый день слушайте итоговый подкаст Свободного Радио «Компьюлента»!
blog comments powered by Disqus

Последние новости по теме "Альтернативная энергетика":

Архив материалов
  «   Март 2013   »  
ПнВтСрЧтПтСбВс
        1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31