Солнечный тандем

18.02.2016

Двухслойный солнечный элемент сможет превратить в электричество до 30% энергии солнечного света.

Гибким солнечным элементам не нужны дорогие подложки из кремниевых кристаллов - их печатают на пластиковой пленке или металлической фольге. Цена оказывается ниже, а область применения - из-за гибкости - больше. Однако эффективность таких батарей едва достигает 10% - маловато по сравнению с 25%, которые надежно выдают серийно изготавливаемые кремниевые элементы. Исследователи из международного центра EMPA со штаб-квартирой в Швейцарии попробовали поднять эффективность за счет применения двухслойного покрытия для поглощения света.

Возможности полупроводника преобразовывать свет в электричество ограничиваются шириной его запрещенной зоны. Если энергия кванта света меньше, тока не будет. Если больше - лишняя энергия уйдет в тепло. Поймав более энергичные фиолетово-желтые кванты одним слоем, а менее энергичные красные и инфракрасные - другим, как раз и удастся более полно утилизировать свет солнца.

Инженеры EMPA для ловли фиолетово-желтых квантов синтезировали тонкий слой метиламмония иодида свинца в виде мелких кристаллов с решеткой перовскита. Перовскиты давно привлекают внимание солнечных энергетиков, однако из-за того, что их кристаллы растут плохо, добиться результата, который позволил бы задуматься о внедрении в производство, никак не удавалось. Теперь же помог промежуточный органический слой, построенный на основе фуллеренов С61. Слой перовскита на нем получился не только прочным и гибким, но и прозрачным, пропускающим красную часть спектра.

Ее утилизирует второй слой полупроводника - медь-индий-галлиевый диселенид; лучший образец показал эффективность 20,5%. Теперь авторы работы во главе с Аедхьей Тиари предполагают усовершенствовать технологию и добиться тех 30% эффективности, которые следуют из расчета для таких солнечных элементов. Главная изюминка технологии - слой перовскита наносят при температуре всего 50°С, что и позволяет использовать органический промежуточный слой.

<< Назад: Смартфон с бесконечной памятью 18.02.2016

>> Вперед: Хранения энергии в микрочипах 17.02.2016

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Органическая энергия из глюкозы и витамина B2 19.11.2025 Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Аргонской национальной лаборатории представили инновационное решение - проточный органический аккумулятор, использующий глюкозу и рибофлавин (витамин B2) в качестве ключевых компонентов. Принцип работы новой батареи отличается от традиционных подходов тем, что вместо дорогих катализаторов из платины и золота применен рибофлавин. Этот биологически активный витамин выполняет функцию медиатора, обеспечивая циклический перенос электронов между электродами батареи и глюкозным электролитом. Таким образом, проточная ячейка воспроизводит процессы, схожие с ферментативным метаболизмом в живых клетках, где рибофлавин естественным образом участвует в переносе энергии. Эксперименты показали, что использование кислородного электрода в щелочной среде позволяет достигать пиковой удельной мощности 13 мВт на квадратный сантиметр. При этом измерения проводились при комнатной температуре и атмосферном давлении. Для сравнения, проточные биотопливные элементы на основе глюкозы предыдущих поколений показывали в двадцать раз меньшую мощность при аналогичных условиях. Экономическая привлекательность разработки обусловлена доступностью и невысокой стоимостью используемых материалов. Так, килограмм глюкозы оценивается примерно в 20 долларов, в то время как килограмм платины стоит около 52 тысяч долларов. Кроме того, стабильность рибофлавина при базовом уровне рН обеспечивает долговременную и надежную работу батареи. Технология открывает возможности использования возобновляемых растительных источников глюкозы для производства электроэнергии. Это делает аккумулятор экологически безопасным и независимым от добычи редких и дорогостоящих металлов, что особенно важно для устойчивого развития энергетики будущего. Одним из ключевых преимуществ нового подхода является возможность масштабирования. Проточные элементы можно соединять в более крупные блоки для накопления энергии, что позволяет создавать системы различной мощности, подходящие как для бытового, так и для промышленного использования. В отличие от привычных литий-ионных аккумуляторов, биоаккумулятор на глюкозе и витамине B2 использует биосовместимые материалы, что снижает экологический след производства и утилизации. Это делает технологию перспективной не только для стационарных систем хранения энергии, но и для портативных устройств, работающих на безопасных и возобновляемых источниках энергии.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026