Невидимая солнечная батарея подойдет для оконного стекла

23.07.2022

Группа ученых из Университета Тохока (Япония) создала почти невидимый солнечный элемент, используя оксид индия-олова (ITO) в качестве прозрачного электрода и дисульфида вольфрама (WS2) в качестве фотоактивного слоя. Результаты исследования они опубликовали в научном журнале nature.

Примечательно, что прозрачность солнечной батареи достигает 79%. Это позволит в будущем применять эти устройства для оснащения "умных" домов, вставляя их в окна вместо стекла, для покрытия экранов разных гаджетов вроде смартфона и фитнес-браслета. Прозрачная солнечная батарея будет питать носимые и мобильные устройства, что избавит людей от необходимости носить с собой зарядное устройство и зависеть от розетки.

WS2 (дисульфид вольфрама) представляет собой тонкий монослойный полупроводник, состоящий из переходного металла и халькогена. По утверждению ученых, этот материал идеально подходит для создания практически "невидимых" солнечных панелей. Соединение оксида индия-олова и дисульфида вольфрама (ITO-WS2) достигнуто путем распыления ITO на кварцевую подложку и выращивание монослоя WS2 с использованием химического осаждения из паровой фазы. Контактный барьер между WS2 и ITO ученые регулировали, нанося тонкие слои металлов поверх ITO (Mx/ITO) и тонкий слой WO3 между Mx/ITO и монослоем WS2.

В результате резко увеличилась высота барьера Шоттки (до 220 меВ), что увеличило эффективность разделения носителей заряда в данной солнечной батарее. Барьер Шоттки - это барьер, который появляется в при контактном слое граничащего с металлом полупроводника, равный разности работ выхода металла и полупроводника.

В результате исследователи обнаружили, что эффективность преобразования энергии солнечного элемента с оптимизированным электродом (WO3/Mx/ITO) была более чем в 1000 раз выше, чем у устройства, использующего обычный электрод ITO.

Исследователи подсчитали, что солнечный элемент площадью 1 см с очень высоким значением среднего пропускания видимого света (79%) может увеличить свою общую мощность до 420 пВт. Это стало ясно в ходе экспериментов, которые ученые провели несколько раз подряд.

Только в США площадь стеклянных поверхностей составляет от 5 до 7 млрд кв. м - от экранов телефонов и до небоскребов. "Представьте себе огромное количество электроэнергии, которую можно было бы изготовить, если бы мы могли застеклить эти площади такими солнечными аккумуляторами".

<< Назад: Электрические тракторы 23.07.2022

>> Вперед: Воздушная магистраль для беспилотников 22.07.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Поддержка DisplayPort в разъеме USB Type-C 29.09.2014 Организация Video Electronics Standards Association (VESA), сотрудничающая с USB 3.0 Promoter Group, уже воспользовалась возможностью добавления альтернативных режимов, описав режим DisplayPort Alt Mode для USB Type-C. В этом режиме разъемы USB Type-C и кабели могут использоваться для доставки данных DisplayPort, в частности, для подключения мониторов 4K и более высокого разрешения; данных SuperSpeed USB (USB 3.1) и питание (до 100 Вт мощности) - все это по одному кабелю. Режим DisplayPort Alt Mode также можно использовать для подключения адаптеров, которые позволят задействовать огромное количество существующих мониторов с входами DisplayPort, HDMI, DVI и VGA. В режиме DisplayPort Alt Mode происходит переназначение части линий SuperSpeed USB для передачи данных DisplayPort, а остальные линии разъема USB Type-C служат для передачи данных по каналу AUX и для функции HPD (Hot Plug Detection). Устройства с разъемом USB Type-C и поддержкой DisplayPort Alt Mode можно будет подключить и к существующим устройствам с DisplayPort, используя двунаправленный преобразующий кабель с разъемами USB Type-C и DisplayPort. Источник видео с разъемом USB Type-C и поддержкой DisplayPort Alt Mode можно будет подключать к устройству отображения с входом HDMI, DVI или VGA, используя подходящий переходник. Все переходники и преобразующие кабели будут соответствовать спецификации USB Type-C, включая нечувствительность разъема к ориентации и направлению включения кабеля. Реализовать описанные возможности позволяет сходство между USB и DisplayPort, дающее возможность использовать одни и те же электрические цепи и кабели для передачи данных SuperSpeed USB со скоростью до 10 Гбит/с в расчете на линию или DisplayPort со скоростью до 8,1 Гбит/с на линию (как описано в стандарте DisplayPort 1.3). Первые реализации DisplayPort Alt Mode в устройствах с разъемом USB Type-C, вероятнее всего, будут следовать требованиям DisplayPort 1.2a (скорость до 5,4 Гбит/с на линию). С учетом использования четырех линий, это означает поддержку разрешений до 4K (4096 x 2160 пикселей) с кадровой частотой 60 Гц и 30-битной глубиной представления цвета. Может использоваться только часть линий - одна или две, оставляя возможность одновременно передавать данные SuperSpeed USB. Например, в стыковочной станции, использование двух линий для DisplayPort 1.3 позволит одновременно передавать в обоих направлениях данные SuperSpeed USB и выводить данные DisplayPort с разрешением 4K (3840 x 2160 пикселей). При использовании всех четырех линий в DisplayPort Alt Mode разрешение повышается до 5K (5120 x 2880 пикселей), причем остается возможность передавать данные USB 2.0 по отдельным выводам USB Type-C, зарезервированным для этого.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026