Энергия солнечного света преобразовывается в электричество с помощью солнечных батарей, состоящих из фотоэлементов. В них светопоглощающие слои кремния и других полупроводников обычно наносят на керамическую, стеклянную или полимерную подложку. Альтернативный материал для подложки — это сталь, но из-за хаотично расположенных неровностей на ее поверхности и большого тока утечки фотоэлементы со стальной подложкой преобразуют солнечный свет в электричество с меньшей эффективностью.
Во Владивостоке придумали новый способ нанесения тонких слоев кремния и силицида магния на стальную подложку с упорядоченным рельефом поверхности. Стальные образцы обработали фтороводородной кислотой, чтобы придать им нужный рельеф и заодно получить антиотражающую поверхность и защищающую от ржавчины пленку из оксида железа.
В вакуумной камере на пластину с помощью напыления нанесли светопоглощающие слои кремния и силицида магния, а также верхний проводящий слой дисилицида кальция. В результате светопоглощающие слои оказались между двумя электродами — сталью с одной стороны и дисилицидом кальция — с другой, что уменьшило ток утечки.
Эффективность преобразования света в ток составила около 7,5%, — это сравнимо с показателями солнечных батарей на подложках из других материалов. По утверждению разработчиков, стальная подложка обходится дешевле керамической, стеклянной или полимерной.
Как сообщает пресс-служба Российского научного фонда, фотоэлемент с подложкой из стали может применяться в солнечных батареях, в том числе встраиваемых в крыши и фасады зданий. На данный момент конструкция на этапе разработки.
Оригинал статьи и другие материалы об энергетике читайте на сайте журнала «Энергия+».