Датские физики разработали бюджетный резонатор для солнечных элементов с субволоновой структурой металл-изолятор-металл (MIM) с повышенной термостойкостью. Об этом сообщается в журнале Optical Materials Express.
Применение MIM-резонаторов в солнечных батареях связано с необходимостью увеличения производительности последних. В отличие от фотоэлектрических (PV) технологий, ориентированных на захват коротких и, как следствие, низкоэффективных волн света, MIM-резонаторы обладают большей шириной захвата и также способны преобразовывать длинные волны.
Производство MIM предполагает заключение изолятора между высокой металлической подложкой и истонченным верхним слоем, также из металла, в частности хрома или золота. При этом последние имеют относительно низкую температуру плавления — около 500 градусов по Цельсию, что затрудняет их применение в альтернативной энергетике. Кроме того, изготовление таких устройств является дорогостоящим.
В новом исследовании ученые создали MIM из вольфрама и оксида алюминия — материалов с высокой термостойкостью. Соединение слоев осуществлялось с помощью экономичных методов пленочного осаждения, также привлекаемых при создании солнечных элементов из перовскита.
Тесты показали, что новый резонатор сохраняет работоспособность при 800 градусах по Цельсию и захватывает волны длиной от 300 до 1750 нанометров — от ультрафиолетового до субинфракрасного излучения.
По словам ведущего автора работы Манохара Чирумамилла, MIM с таким диапазоном захвата может быть использован в различных сферах, например в термофотоэлектрических преобразователях и солнечной термальной энергетике. Также термостойкие резонаторы найдут применение в солнечных электростанциях башенного типа, которые позволяют продуцировать пар, приводящий в движение генератор, из концентрированного солнечного света.
