• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26.07.2022
Дарья Г.
1
4 661

Энергия от окон: ученые изобрели почти прозрачные солнечные батареи

4.2

Ими можно заменить экраны устройств, стекла теплиц, а также окна небоскребов, домов и автомобилей.

Небоскребы в Шанхае
Небоскребы в Шанхае / ©Ermell, Wikimedia Commons / Автор: Ptolemocratia Acerronius

Исследовательская группа из японского Университета Тохоку разработала солнечные панели с видимой прозрачностью до 79 процентов на основе монослойных полупроводников из металла и халькогена. «Прозрачные солнечные панели представляют большой интерес, потому что они не так ограничены в применении, как традиционные непрозрачные солнечные панели», — пишут ученые в статье, опубликованной в Nature Scientific Reports.

Несмотря на недавний прорыв в исследовании полупроводников из перовскита и органических соединений, добиться видимой прозрачности выше 70% никак не удавалось. Японские исследователи выбрали для усовершенствования солнечные элементы на барьере Шоттки — потенциальном барьере, который появляется в приконтактном слое полупроводника, граничащего с металлом. В качестве основных материалов взяли оксид индия-олова — самый часто используемый из прозрачных проводящих оксидов — и монослой дисульфида вольфрама.

Дисульфид вольфрама входит в семейство дихалькогенидов переходных металлов (transition metal dichalcogenide, TMD) — тонких проводников, состоящих из переходного металла и халькогена. И они действительно тонкие — всего три слоя атомов, слой металла располагается между слоями халькогена. Ученые считают дихалькогениды переходных металлов одними из самых перспективных материалов для создания почти прозрачных солнечных панелей. Во-первых, потому что эти материалы работают в диапазоне видимого света. Во-вторых, потому что они почти прозрачны для нас.

Разработанный японскими учеными солнечный элемент / ©Xing He et al.

Японские исследователи попробовали усовершенствовать контактный слой между составляющими. В результате с помощью дополнительного тонкого слоя оксида вольфрама им удалось добиться в тысячу раз более высокой эффективности преобразования электроэнергии, чем у элементов с обычными электродами из оксида индия-олова. И тут возникла проблема с масштабированием технологии и ее практическим применением.

Простое увеличение количества и площади составляющих зачастую приводит к снижению мощности. Но ученым удалось найти «архитектурный дизайн, подходящий для масштабного производства таких элементов».

В результате они добились мощности в 420 пиковатт от солнечной панельки площадью в один квадратный сантиметр с прозрачностью 79 процентов. Это самый высокий показатель для столь тонкого элемента на основе дихалькогенидов переходных металлов.

Прозрачные солнечные панели преобразуют нашу привычную жизнь. От небольших устройств до полностью стеклянных офисных зданий — нас окружают миллиарды квадратных метров стеклянных поверхностей. Впрочем, такая технология сперва должна оказаться относительно недорогой и легкой в производстве.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 15:22
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

Позавчера, 11:38
МПСУ

Эмоциональное выгорание ИТ-специалиста напрямую связано с его личностными характеристиками. С профессиональными перегрузками и стажем связи нет. К такому выводу пришли ученые МПСУ, которые исследовали ИТ-специалистов двух компаний. Жизнестойкость, то есть способность человека выдерживать стрессовые ситуации без снижения успешности деятельности, в совокупности с внутренней положительной мотивацией формируют иммунитет к эмоциональному выгоранию специалиста в ИТ-сфере. Блокаторами стали интерес к работе и профессиональная удовлетворенность.

Позавчера, 11:06
НИУ ВШЭ

Энцелад — один из крупнейших спутников Сатурна, где потенциально может существовать внеземная микробная жизнь. Исследователи НИУ ВШЭ и ИКИ РАН вычислили характеристики пылевой плазмы и электрических полей, а также концентрацию фотоэлектронов вблизи поверхности спутника. Несмотря на удаленность Энцелада от Солнца, фотоэффект на его поверхности оказался важен для формирования пылевой плазмы.

Вчера, 15:22
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

18 июня
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

19 июня
ПНИПУ

Шаровая молния — выдумка или реальное явление, что такое темная материя и как она влияет на массу Вселенной? Для чего предназначены узоры на кончиках пальцев? Как мы «заражаемся» зевотой и почему мы чихаем, глядя на солнце? Отчего правшей больше, чем левшей и что нужно, чтобы сработал эффект плацебо? Об этом рассказали ученые Пермского Политеха.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
5 микроватт с квадратного метра? лучше не надо 🤢
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно