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:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Бактерии помогают сохранить кожу здоровой 10.10.2014 Мы стараемся избавить кожу от бактерий и приобретаем новейшие косметические средства, обещающие все более мощный и длительный антибактериальный эффект. Действительно, микробы на коже могут доставить много неприятностей, вроде того же акне, или воспаления сальных желез, которое, как считается, возникает из-за бактерий Propionibacterium acnes. Так что совсем не зря мы стараемся держать кожу в чистоте, смывая с нее пыль, грязь и пот так часто, насколько это возможно. Но не все бактерии одинаково вредны. Исследователи из компании AOBiome (США) рассказали на конференции Американского общества микробиологов о пользе для кожи нитрифицирующих бактерий. Они в изобилии водятся в воде и почве, будучи важными "игроками" в круговороте азота. Продуктами их жизнедеятельности являются нитриты (соли азотистой кислоты) и оксид азота NO. Но как раз такие соединения играют большую роль в физиологии - в регуляции воспаления, заживлении ран, в расширении и сужении кровеносных сосудов. (Например, не так давно удалось выяснить, что оксид азота подавляет аутоиммунную реакцию, и это лишь одна из его функций, число которых постоянно растет.) Кроме того, нитрифицирующие микробы могли бы поглощать аммиак, который выделяется вместе с потом и нарушает кислотно-щелочной баланс на поверхности кожного эпителия. Поэтому авторам работы пришла в голову простая идея посадить микробов на человека и посмотреть, изменится ли состояние кожи. Добровольцам, согласившимся на эксперимент, на кожу лица и головы наносили суспензию с бактериями Nitrosomonas eutropha, взятыми из почвы; некоторые получали безбактериальную суспензию-плацебо. Первые две недели никто из них не пользовался ни шампунями, ни какими-либо другими средствами для ухода за волосами, на третью неделю все возвращались к своим обычным гигиеническим и косметическим процедурам. Бактерии на людях прижились: у тех, кого мазали бактериальной субстанцией, ДНК нитрифицирующих микробов спустя неделю обнаруживалась в 83-100% случаев, и в 60% - через две недели. Главный же результат, по словам авторов работы, был в том, что состояние кожи с бактериями улучшалось, и тем сильнее, чем больше на ней оставалось бактерий. Собственных N. eutropha у добровольцев не было, это специально проверяли перед экспериментом, так что эффект можно было отнести целиком за счет бактериальной суспензии. Что до побочных последствий, то их обнаружить не удалось. Свое действие N. eutropha могут оказывать не только напрямую, выделяя физиологически активные соединения азота и снижая pH, но и за счет влияния на микрофлору кожи. Ведь как бы мы ни старались, от кожных бактерий до конца избавиться невозможно, и нитрифицирующие микробы могли бы настраивать собственную микрофлору кожи так, чтобы она вела себя хорошо. Несмотря на небольшую статистику (в эксперименте участвовали всего 24 человека), положительный результат от присутствия N. eutropha был вполне очевиден. Однако подтвердить полученные данные в более внушительном эксперименте все равно необходимо, хотя бы для того, чтобы еще раз убедиться в отсутствии негативных побочных эффектов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026