Физики Флоридского университета установили новый рекорд эффективности графеновых солнечных элементов

Физики Флоридского университета установили новый рекорд эффективности графеновых солнечных элементов

Допинг может быть под запретом для спортсменов, но ученые физического факультета Флоридского университета заявляют, что это ключ к невероятно эффективному преобразованию энергии новыми графеновыми солнечными элементами, созданными в их лаборатории.

Энергетическая промышленность возлагает большие надежды на графеновые солнечные элементы как основу более дешевых и долговечных солнечных батарей в будущем. В предыдущих попытках использования графена–ячеистой решетки атомов углерода толщиной в один атом – в солнечных элементах удалось увеличить эффективность преобразования энергии лишь на 2,9%.

Команда ученых из Флоридского университета поставила при помощи своего прибора своеобразный рекорд, достигнув эффективности в 8,6% путем химического стимулирования графена трифторметансульфонил-амидом, или ТФСА. Результаты их опытов опубликованы в текущем интернет-издании журнала «NanoLetters».

«Такая примесь улучшает проводимость графеновой пленки и увеличивает потенциал электрического поля внутри батареи», - утверждает Сяочань Мяо, аспирантка физического факультета. Это делает примесь более эффективной при преобразовании солнечного света в электроэнергию. В отличие от других примесей, использованных в предыдущих опытах, ТФСА устойчив – эффект его использования довольно долговременный.

Солнечный элемент, созданный Мяо и ее коллегами в лаборатории, выглядит как 5-миллиметровое квадратное окно в золотой рамке. Именно в окне - силиконовой пластине, покрытой монослоем графена – происходит все волшебство.

Когда графен и кремний соприкасаются, они образуют так называемый барьер Шотки–улицу с односторонним движением для электронов, облученных солнечным светом; она является зоной преобразования энергии для целого класса солнечных элементов. Барьеры Шотки обычно создаются путем нанесения слоя металла на поверхность полупроводника. Но ученые Флоридского университета в 2011 году обнаружили, что графен – полуметалл –является вполне подходящей заменой металлу при создании барьера.

«В отличие от обычных металлов, графен прозрачен и гибок, что сделает его важным компонентом особого типа солнечных элементов, которые, мы надеемся, будут встроены в фасады зданий и другие поверхности в будущем», - делится Артур Гебард, выдающийся профессор физики Флоридского университета и соавтор исследования.

«То, что способность графена преобразовывать энергию можно значительно увеличить таким простым и дешевым способом, сулит ему хорошее будущее».

Ученые считают, что если графеновые солнечные элементы достигнут 10-процентного уровня эффективности преобразования энергии, то они станут вполне конкурентоспособными на рынке, при условии, что издержки производства будутдостаточно низкими.

Опытный образец солнечного элемента, созданный в лаборатории Флоридского университета, был сконструирован на твердом основании из силикона, который является неэкономичным для массового производства материалом. Но Гебард видит реальную возможность комбинировать примесный графен с менее дорогими и более гибкими основаниями, такими как полимерные пластины, над разработкой которых работают ученые всего мира.

 

EnergyDaily, перевод с английского – Наталья Пристром

http://www.solardaily.com/reports/University_of_Florida_physicists_set_new_record_for_graphene_solar_cell_efficiency_999.html

  • Дата публикации: 28.05.2012
  • 193

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться