Электромобили могут приблизить конец нефтяного века
25.03.2024
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
Новости компаний 27.03.2024
В мире 25.03.2024
Тема дня 25.03.2024
Новости компаний 20.03.2024
Беларусь 20.03.2024
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться
Читайте также