Сонячні батареї покращаться завдяки потужному лазеру: як працює нова технологія

Експеримент із лазером провели вчені Європейського дослідницького центру, пише interestingengineering.com. Вони вперше безпосередньо спостерігали деформації атомного масштабу всередині матеріалів сонячних батарей.

Дослідники помітили, що крихітні деформації атомних решіток спричиняються так званими електронно-дірчастими парами і відіграють важливу роль в оптоелектроніці, а також в особливому типі сонячних елементів. Таке відкриття може стати значним кроком уперед у розробці сучасних матеріалів для сонячних елементів і світлодіодів наступного покоління.

Як працює лазер

Коли світло потрапляє на сонячний елемент, електрони починають рухатися, вільно переміщатися крізь матеріал і генерувати електрику. Але в міру свого руху вони залишають позитивно заряджені проміжки, звані дірками.

Ці дірки також рухливі і несуть електричний заряд, вони злегка спотворюють навколишню атомну решітку, проте це дуже дрібні деформації, і раніше їх неможливо було виявити. Тепер же їх вдалося зафіксувати за допомогою особливих рентгенівських імпульсів.

Потім дослідники вивчили квантову крапку з цезію, свинцю і брому (CsPbBr3), розмір якої становить лише мільйонні частки міліметра. Ця квантова точка, по суті, напівпровідникова частинка, настільки мала, що її поведінку можна пояснити тільки за допомогою квантової механіки.

Вчені виявили, що під час потрапляння світла на квантову точку утворюються пари електрон-діра. Вони потім притягують навколишні атоми, створюючи "вм'ятину" в кристалічній решітці і породжуючи стан, відомий як ексітон-полярон.

"Чим краще ми розуміємо деформацію, тим краще ми можемо спробувати розробити поліпшені матеріали, наприклад, для більш ефективних дисплеїв або більш потужних датчиків", — пояснили фахівці.

Раніше стало відомо, що мільярди пристроїв працюватимуть без батарей. Вчені з різних країн створили нові довговічні сонячні елементи, здатні ефективно генерувати електроенергію в приміщенні.

Також Фокус повідомляв, що сонячні батареї вийшли на новий рівень. Міжнародна команда дослідників розробила нові перовскітні сонячні батареї, які можуть працювати вшестеро ефективніше.