Группа российских ученых разработала новый материал на основе кремния с улучшенными антиотражающими и светопоглощающими свойствами.
Кремний — важный элемент в солнечной энергетике. Он позволяет создавать так называемые солнечные элементы, способные создавать электрический ток, преобразуя энергию падающих фотонов. Особенно ценится черная форма кремния, которая отлично поглощает свет и практически не отражает его. Но из-за особенности энергетической структуры материала, появляется лимит на поглощение ближнего инфракрасного излучения, а это значительная часть солнечного света.
Сотрудники Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения (ДВО) РАН вместе с коллегами из Дальневосточного федерального университета, Института химии ДВО РАН и Института физики полупроводников СО РАН проанализировали структуру этого материала и придумали, как преодолеть эти ограничения.
Они добавили покрытие из силицида магния на черные кремниевые наноконусы. Это позволило значительно расширить свойства материала, а также такой способ очень простой, быстрый и не требует особого подхода. Материал назвали черным силицидом
Эта технология позволила значительно уменьшить отражение света и увеличить его поглощение, захватывая весь видимый свет, большую часть ультрафиолета и значительную часть инфракрасного излучения. В итоге максимальное поглощение достигло 96%.
Как утверждают ученые, черный силицид обладает конкурентными оптическими характеристиками по сравнению с аналогичными материалами. Они планируют продолжить эксперименты также на других структурах.
Это открытие поможет усовершенствовать и оптимизировать многие процессы в солнечной энергетике.