Солнечные батареи улучшатся благодаря мощному лазеру: как работает новая технология

Эксперимент с лазером провели ученые Европейского исследовательского центра, пишет interestingengineering.com. Они впервые напрямую наблюдали деформации атомного масштаба внутри материалов солнечных батарей.

Исследователи заметили, что крошечные деформации атомных решеток вызываются так называемыми электронно-дырочными парами и играют важную роль в оптоэлектронике, а также в особом типе солнечных элементов. Такое открытие может стать значительным шагом вперед в разработке современных материалов для солнечных элементов и светодиодов следующего поколения.

Как работает лазер

Когда свет попадает на солнечный элемент, электроны приходят в движение, начинают свободно перемещаться сквозь материал и генерировать электричество. Но по мере своего движения они оставляют положительно заряженные промежутки, называемые дырами.

Эти дыры также подвижны и несут электрический заряд, они слегка искажают окружающую атомную решётку, однако это очень мелкие деформации, и раньше их невозможно было обнаружить. Теперь же их удалось запечатлеть с помощью особых рентгеновских импульсов.

Затем исследователи изучили квантовую точку из цезия, свинца и брома (CsPbBr3), размер которой составляет всего миллионные доли миллиметра. Эта квантовая точка, по сути, полупроводниковая частица, настолько мала, что ее поведение можно объяснить только с помощью квантовой механики.

Ученые обнаружили, что при попадании света на квантовую точку образуются пары электрон-дыра. Они затем притягивают окружающие атомы, создавая «вмятину» в кристаллической решетке и порождая состояние, известное как экситон-полярон.

«Чем лучше мы понимаем деформацию, тем лучше мы можем попытаться разработать улучшенные материалы, например, для более эффективных дисплеев или более мощных датчиков», — пояснили специалисты.

Также Фокус сообщал, что солнечные батареи вышли на новый уровень. Международная команда исследователей разработала новые перовскитные солнечные батареи, которые могут работать вшестеро эффективней.