686 подписчиков
Сибирские учёные разработали антибликовые покрытия для солнечных панелей.
Исследователи из Новосибирского государственного университета создали антиотражающие покрытия с уникальными характеристиками, которые улучшат работу солнечных панелей при преобразовании энергии. Учёные разработали антиотражающие покрытия с метаповерхностными свойствами. Эта инновация позволит повысить эффективность тонкоплёночных солнечных элементов и фотодетекторов.
Разработаны антиотражающие покрытия из нанодисков германия в слое оксида индий-олово, обладающие уникальными оптическими свойствами метаповерхностей. Эти покрытия используются в фотоэлектронных преобразователях, таких как солнечные элементы и фотодетекторы. Обычно метаповерхности создаются в виде покрытий из наночастиц металла или диэлектрика. В данном случае в качестве диэлектрика используется германий с высоким показателем преломления, что имеет принципиальное значение. Наночастицы германия не только выполняют функцию антиотражения, но и меняют направление проходящего света, направляя значительную его часть вдоль поверхности и под небольшими углами к ней. Учёные создали образцы с этими покрытиями и провели первое количественное исследование направлений распространения рассеянного света. Результаты показали, что около 10% падающего света распространяется вдоль поверхностных слоёв подложки, а под небольшими углами к поверхности — около 30–40%. Покрытия с такими свойствами могут значительно повысить эффективность тонкоплёночных фотоэлектронных преобразователей. Традиционные покрытия, представляющие собой сплошные диэлектрические плёнки, практически не изменяют направление распространения света, и значительная его часть проходит через них без поглощения. Если же свет меняет направление и начинает двигаться вдоль слоёв, вероятность его поглощения увеличивается.
В фотодетекторах увеличение числа свободных носителей заряда при одинаковом уровне облучения повышает чувствительность, в то время как в солнечных элементах это приводит к усилению накопления электрического заряда на электродах. Антиотражающие покрытия из дискретных диэлектрических частиц не покрывают всю поверхность целиком, оставляя большую её часть открытой. Такая структура предполагает их потенциальное применение и в фотохимии.
Теперь учёным необходимо продемонстрировать на реальных образцах солнечных элементов и фотодетекторов, что использование новых антиотражающих покрытий действительно улучшает характеристики этих устройств.
2 минуты
4 октября 2024