• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
26 июля
Дарья Губина
1
4 141

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

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
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

Позавчера, 14:54
Сергей Васильев

Крошечные маячки помогли ученым следовать за мигрирующими насекомыми в небольшом самолете, показав, что те уверенно ориентируются в пространстве, перелетая на тысячи километров.

Вчера, 15:23
Анна Новиковская

Со школьной скамьи мы знаем, что для того, чтобы зародилась жизнь, требуются два вида клеток — яйцеклетка от матери и сперматозоид от отца. Теперь, похоже, от этой давней догмы придется отказаться: группе израильских ученых удалось получить эмбрион мыши из стволовых клеток.

Вчера, 14:02
Иван Лавренов

Некоторые пульсары покидают остатки сверхновых со скоростями более тысячи километров в секунду. Согласно новому исследованию, такую скорость им может придавать весьма необычное явление - мощное направленное нейтринное циклотронное излучение.

12 августа
Василий Парфенов

В конце июля многие СМИ опубликовали новости с заголовками вида «Земля стала вращаться быстрее — и ученые не знают почему». К концу первой недели августа тема добралась и до русскоязычного сегмента Сети. На поверку этот инфоповод пусть и без негативных последствий, но демонстрирует основные пороки современной (не только научно-популярной) журналистики. Рассказываем, как в действительности изменяется скорость вращения нашей планеты, насколько хорошо известны причины таких осцилляций, а также почему ученые никогда ничего не знают наверняка (и это нормально).

12 августа
Ольга Иванова

Исследование американских нейробиологов на грызунах показало, что повышенный уровень тестостерона способствует не только агрессивному, но и просоциальному поведению.

2 августа
Александр Березин

Если западным странам удастся «лишить Кремль нефтяных доходов», то мир ждет геополитическое землетрясение. Только не обязательно в ту сторону, о которой вы сейчас подумали. На фоне того, что последует за «лишением», шок 1973 года может показаться детской игрой. Naked Science попробует оценить размах «потолочного катаклизма» заранее.

31 июля
Александр Березин

Саудовский принц одобрил строительство гигантского «лежачего небоскреба», который должен стать крупнейшим зданием в истории. Причем еще и самым экологичным в мире. Пресса и соцсети полны возмущенных оценок: «это антиутопия!», «проект сырой!» и тому подобным. Однако чисто технически это не так: «Зеркальную линию» на пять миллионов жителей вполне можно построить. И такое здание в самом деле будет энергоэффективным (и формально безуглеродным). Но у проекта есть другие слабые места, лежащие скорее в сфере науки, нежели техники. Naked Science попробовал разобраться в деталях.

27 июля
Алиса Гаджиева

Новое исследование показало, что появившаяся у человека способность переваривать молочный сахар никак не сказалась на распространенности потребления продуктов молочного животноводства.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

3 недели назад
-
0
+
5 микроватт с квадратного метра? лучше не надо 🤢
Подтвердить?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: