Именно так можно охарактеризовать новые открытия специалистов Уфимского университета науки и технологий. Российские ученые вновь удивили мир, ведь они нашли способ значительно увеличить производительность и время эксплуатации традиционных солнечных панелей.
Какие реакции смоделировали специалисты?
Подробности о революционной разработке опубликовал известный журнал по физической химии Physical Chemistry Chemical Physics и Nanoscale, издаваемый научным сообществом Великобритании. Суть российского открытия сводится к тому, что ученые предложили тернарные (3D) нитриды в барьерных слоях (они защищают от влияния внешних негативных факторов материалы-проводники электротока в фотоэлектрических элементах) панелей заменять на химически активные 2D-формы.
Первые состоят из азота и двух металлов, отличаются более низкой подвижностью электронов. 2D-элементы, однозначно, превзошли 3D-аналоги в плане энергоэффективности. Такие нитриды цинка состоят из ванадия, ниобия, тантала. Благодаря методам компьютерного моделирования и квантово-химическим технологиям уфимским специалистам удалось смоделировать цепочку необходимых реакций для полноценного функционирования нитридов 2D-формы.
Какие результаты получили ученые?
Как показывают предварительные расчеты, подвижность электронов в таких соединениях в 2 раза выше, чем в 3D-аналогах (и по основным показателям не меньше, чем в других двумерных материалах). Ученые также смоделировали взаимодействие нитридов 2D-формы с водородом, азотом, другими химическими элементами и веществами. Это потребовалось, чтобы сравнить устойчивость к влиянию внешних факторов соединений, где есть ванадий, ниобий, тантал.
Углекислый газ и азот у тех не смогли вызвать деградацию, однако аммиак, оксид азота оказались именно теми соединениями, которые способны выводить из строя нитриды 2D-формы в барьерных слоях солнечных панелей. Специалистам важно было также рассчитать сроки службы фотоэлектрических элементов с ванадием, ниобием, танталом. Последний показал наименьшую устойчивость к влиянию аммиака, оксида азота, потому применение его в производстве солнечных панелей, согласно предварительным расчетам, наименее целесообразно.