Конец солнечных панелей: как "темный материал" изменит зеленую энергетику

Черный кремний повышает эффективность солнечных панелей, и в то же время снижает их стоимость при производстве. О новом перспективном материале рассказывает издание ecoticias.com.

Черный кремний производится путем текстурирования базового кремниевого материала с образованием ямок или пиков наномасштабных размеров. Эти микроскопические особенности изменяют внешний вид и тон материала с серого на черный и увеличивают способность улавливать свет. Повышенное поглощение света важно для повышения эффективности солнечных элементов, чтобы собирать больше доступных длин волн света.

Сотрудники Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) предложили новую теоретическую основу для осаждения черного кремния с использованием газообразного фтора. Фтор селективно расщепляет кремниевые связи таким образом, что обеспечивает оптимальную структуру для захвата света. Это открытие поможет заложить основу для усовершенствования производства черного кремния, делая процесс более дешевым и эффективным.

Также обнаружено, что традиционные кремниевые солнечные панели имеют некоторые недостатки, связанные с высокой отражательной способностью, что приводит к снижению КПД. С другой стороны, поверхность черного кремния состоит из небольших структур, снижающих отражательную способность до менее 2% входящего света. Эта высокая эффективность поглощения позволяет черному кремнию преобразовывать солнечный свет в электричество с еще большей эффективностью, поэтому черный кремний становится более подходящим материалом для следующего поколения фотоэлементов.

Благодаря увеличенному количеству структур, улавливающих свет, черный кремний позволяет разрабатывать более тонкие солнечные элементы с сопоставимой эффективностью. Это снижает затраты на производство, поскольку позволяет улучшить конструкцию солнечных панелей, уменьшить вес и упростить установку.

Удельная реакционная способность фтора может помочь инженерам и производителям эффективно и стабильно организовать инфраструктуру, созданную атомами кремния в точной наноструктуре. Метод превосходит старые сложные методы с точки зрения чистоты и рациональности производственных затрат. Это нововведение во многих отношениях не является специфичным для приложений "зеленой" энергетики. Его можно применить в атомной инженерии, микроэлектронике и квантовых устройствах.

Черный кремний является крупным технологическим усовершенствованием в использовании солнечной энергии. Этот адаптивный материал может изменить солнечные панели, а также изменить энергетический сектор благодаря улучшенному поглощению света и гораздо лучшим методам производительности.