Корабель Dragon повернувся на Землю після доставки вантажу на МКС
7 Травня , 2018
Пластикові мікрогранули допоможуть у лікуванні опіків
8 Травня , 2018

Вчені виявили новий і дивний різновид фотогальванічного ефекту

Вчені з Уорікського університету (University of Warwick) повідомили про виявлення ними нового виду фотогальванічного ефекту, який отримав назву “flexo-photovoltaics”. Для створення цього ефекту необхідно взяти досить звичайний кристал кремнію і ткнути поверхню цього матеріалу чимось надзвичайно твердим і гострим. А подальші дослідження даного різновиду ефекту відкриють шлях до створення нового методу перетворення енергії, який може лягти в основу, наприклад, високоефективних сонячних батарей.
Сучасні сонячні батареї, як правило, виготовляються з кремнію, всередині якого рощміщено безліч напівпровідникових p-n переходів, що створюють в матеріалі нерівномірне електричне поле. Кожен такий перехід, який представляє собою границю областей, наповнених носіями негативного електричного заряду (електронів) і позитивного заряду (електронними дірками), поглинає фотон світла, утворюючи пару – електрон і дірка, що створює електричний потенціал. У таких сонячних батарей є один недолік – їх максимальна ефективність обмежена законами фізики, вона не може перевищувати 33.7 відсотка.
Але у нового фотогальванічного ефекту немає подібних обмежень. Єдиним обмеженням у даному випадку є те, що новий ефект виникає лише у разі використання матеріалів, які не володіють так званою центральною симетрією структури.

У своїй роботі дослідники використовували “грубу силу”, вони взяли і з досить великим зусиллям ткнули наконечником атомно-силового мікроскопа в поверхню кристала. Створене механічне напруження було настільки великим, що воно порушило центральну симетрію структури кристала і на його поверхні почали проявлятися нові фотогальванічні ефекти. Такий підхід спрацював по відношенню до кристалів різного типу, титанату стронцію, оксиду титану і кремнію. “У нового фотогальванічного ефекту не має жодних термодинамічних меж через те, що він не заснований на використанні напівпровідникового p-n переходу” – пишуть дослідники.
Поки ще рано говорити про значення ефективності, яку будуть мати сонячні батареї на основі нового ефекту. Орієнтовну відповідь на це питання можуть дати лише подальші експерименти і дослідження в даному напрямку. Крім цього, і з боку практичної реалізації є маса питань.
“Ми бачимо щось, на зразок матриці мікроскопічних шипів, які натискають на поверхню елемента звичайної сонячної батареї” – пишуть дослідники, – “Це найпростіший і зрозумілий спосіб, але його навряд чи можна віднести до розряду дешевого і розумного вирішення. Іншим варіантом є створення в структурі кремнію дефектів, які створюють необхідне механічне напруження, але тоді виникнуть питання, пов’язані з надійністю і довговічністю таких сонячних батарей”.
І на закінчення слід зазначити, що вчені збираються продовжувати працювати в даному напрямку, вивчаючи особливості нового фотогальванічного ефекту і знаходячи, паралельно з цим, способи, які підходять для його подальшого практичного застосування.
Джерело

LEU
LEU

Залишити відповідь

Увійти за допомогою: