Черный кремний для эффективных солнечных панелей

20.10.2012

Солнечные панели преобразуют в электричество только три четверти энергии солнечных лучей. Таким образом, к изначально невысокому КПД добавляется еще и потеря всей инфракрасной части спектра, что является недопустимым расточительством. Ученые из Института Фраунгофера разработали новый материал для солнечных ячеек, который улавливает и инфракрасный свет.

Материал под названием черный кремний очень перспективен, и недавно немецким ученым удалось удвоить эффективность солнечных ячеек на его основе.

Из-за того, что четверть энергии солнечных лучей солнечные панели попросту не могут превратить в электричество, не только теряется энергия, но и происходит нагрев солнечных панелей, что снижает их срок службы и еще больше уменьшает КПД. Одним из способов преодоления этой проблемы является использование черного кремния, материала, который поглощает почти весь солнечный свет, в том числе инфракрасное излучение, и преобразует его в электричество.

Черный кремний получают путем облучения стандартного кремния фемтосекундными лазерными импульсами в газовой среде, содержащей серу. В ходе данного процесса атомы серы присоединяются к атомной решетке кремния. В обычном кремнии инфракрасному свету не хватает энергии для возбуждения электронов и преобразования их в электричество. Это как высокая стена, которую нельзя преодолеет одним прыжком. Но благодаря включению атомов серы черный кремний образует своего рода промежуточные уровни, которые облегчают "перескакивание" электронов. Изменяя параметры лазерного импульса, ученые смогли изменить высоту промежуточных уровней и увеличить отдачу электронов до максимального уровня.

Первоначально разработчики планируют просто добавлять ячейки из черного кремния в обычные солнечные панели. Ячейки-тандемы из обычного и черного кремния будут всего на пару процентов эффективнее обычных, но зато таким образом можно модернизировать большое количество существующих солнечных панелей, что даст хороший прирост энергии.

В перспективе черный кремний можно будет использовать как основной материал для изготовления солнечных панелей, хотя для этого потребуется разработка специальных автоматических лазерных установок.

<< Назад: Создана генетическая схема 21.10.2012

>> Вперед: Во время сна мы вспоминаем 20.10.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Разбрасыватель минудобрений Rauch Axis 55 15.07.2026

Немецкая компания Rauch, известная своими высокоточными сельскохозяйственными машинами, представила на выставке DLG Feldtage новый флагманский разбрасыватель минеральных удобрений Axis 55. Эта модель пришла на смену предыдущей версии Axis 50.2 и стала самой крупной в актуальной линейке производителя после выхода более компактной Axis 25 в прошлом году. Новая машина сочетает в себе повышенную производительность, расширенный диапазон рабочих ширин и усовершенствованные системы контроля внесения. Одной из главных технических особенностей Axis 55 стала значительно увеличенная максимальная производительность внесения - до 675 кг удобрений в минуту. Это на 30 % больше по сравнению с предшественником. Благодаря такому показателю разбрасыватель способен обеспечивать норму внесения до 900 кг/га при рабочей ширине 36 метров и скорости движения машины 25 км/ч. При этом устройство сохраняет возможность работы с очень низкими нормами внесения, например, при распределении гранул против улиток, бе ...>>

Антоцианы черники: природная защита для зрения в темноте 14.07.2026

Специалисты все активнее изучают влияние растительных веществ на здоровье глаз. Особое внимание привлекают антоцианы - природные пигменты, которые придают яркую окраску многим ягодам и овощам. Новые данные показывают, что эти соединения способны не только защищать клетки глаз от окислительного стресса, но и ускорять восстановление родопсина - ключевого пигмента, отвечающего за способность видеть в условиях низкой освещенности. Антоцианы содержатся в большом количестве в чернике, голубике, ежевике, черной смородине, а также в краснокочанной капусте и некоторых других красных, синих и фиолетовых продуктах. Эти вещества обладают мощными антиоксидантными и противовоспалительными свойствами. Они помогают нейтрализовать активные формы кислорода, которые повреждают клетки сетчатки и способствуют развитию хронического воспаления. По данным исследователей, антоцианы оказывают комплексное положительное влияние на зрительную систему. Они улучшают микроциркуляцию крови в сетчатке, поддержива ...>>

Случайная новость из Архива Лень полезна для здоровья 16.05.2025 В массовом сознании лень традиционно воспринимается как негативное качество - символ безвольности, прокрастинации и отсутствия жизненной энергии. Однако последние научные данные заставляют взглянуть на это явление под новым углом. Исследования, проведенные американскими учеными, предполагают, что склонность к спокойному образу жизни может быть тесно связана с высоким уровнем умственного развития. Оказывается, сидение на диване - не всегда свидетельство праздности, а возможно, индикатор интенсивной мыслительной активности. К такому выводу пришли исследователи из Университета Флориды в Мексиканском заливе. В ходе проведенного эксперимента они наблюдали за поведением 60 студентов, оценивая их досуговую активность и интеллектуальные способности. Анализ результатов позволил установить любопытную закономерность: студенты с высоким уровнем интеллекта чаще проводили свободное время в покое, предпочитая уединенные размышления активному действию. Ученые полагают, что умственные процессы у таких людей настолько занимательны, что им попросту не требуется постоянная внешняя стимуляция. В отличие от них, участники с более низкими показателями интеллекта демонстрировали высокую двигательную активность. Это, как считают исследователи, объясняется неспособностью долго оставаться наедине с собственными мыслями - им становится скучно, и они стремятся занять себя чем-либо, даже если это не требует особого умственного участия. Примечательно, что авторы работы предлагают рассматривать лень не как недостаток, а как возможный признак когнитивной насыщенности. По их словам, желание просто посидеть или полежать может быть проявлением склонности к саморефлексии, философскому мышлению или внутреннему диалогу. Иными словами, бездействие может служить почвой для умственного роста, а не препятствием к нему. Кроме того, исследование ставит под сомнение расхожее мнение о том, что физическая активность напрямую связана с ментальной продуктивностью. Наоборот, согласно результатам работы, высокая подвижность часто сопровождается низкой способностью к длительной концентрации и аналитическому мышлению. Люди, которым трудно переносить скуку и одиночество, скорее выбирают активные формы досуга, избегая внутреннего напряжения, связанного с размышлением. Интерес вызывает и еще один аспект исследования: его участники, отличающиеся высоким интеллектом, чаще демонстрировали интерес к абстрактным темам и занятиям, таким как чтение, стратегические игры или философские беседы. Эти виды деятельности не требуют значительной физической нагрузки, но предполагают глубокое вовлечение ума и развитие критического мышления. По сути, именно такие "ленивые" формы досуга оказываются наиболее стимулирующими для интеллектуального развития. Хотя масштаб исследования пока ограничен, его результаты поднимают важный вопрос о переосмыслении привычных стереотипов. Возможно, не стоит судить о человеке по его уровню активности. То, что кажется ленью со стороны, может быть вовсе не бездействием, а внутренней работой - незаметной, но важной. Современная наука постепенно отказывается от однозначных оценок таких качеств, как лень. Вместо этого появляется более тонкое понимание: физическая пассивность не всегда говорит о слабости или безынициативности, а иногда свидетельствует о богатом внутреннем мире и склонности к глубокому мышлению.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026