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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Дисплеи произвольной формы от Sharp 28.06.2014 Японская корпорация Sharp разработала технологию, позволяющую создавать ЖК-дисплеи произвольных очертаний: например, это может быть дисплей круглой или овальной формы. "Привычная прямоугольная форма дисплеев обусловлена расположением цепи возбуждения дисплея, именуемой вентилем-формирователем, вокруг периметра жидкокристаллической матрицы. Это, в свою очередь, требует наличия вокруг дисплея рамки минимальной толщины", - рассказали в Sharp. В разработанном нами дисплее произвольной формы (Free-Form Display) вентиль-формирователь рассредоточен по пикселям матрицы. Это позволило значительно уменьшить толщину рамки и подгонять дисплей под любую необходимую форму", - добавили в компании. В основе дисплея лежит полупроводниковый материал, представляющий собой оксид индия, галлия и цинка (Indium Gallium Zinc Oxide, IGZO). Этот материал широко используется Sharp в производстве ЖК-дисплеев различного назначения. В компании рассчитывают, что Free-Form Display, в первую очередь, найдет применение в автомобильной индустрии - для создания приборных панелей с округлыми циферблатами. Наиболее вероятными сферами применения также считаются носимая электроника и общественные рекламные панели (технология позволяет создавать дисплеи любых размеров).

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026