Ученые обнаружили новую и странную разновидность фотогальванического эффекта

Создание фотогальванического эффекта


Ученые из Уорикского университета (University of Warwick) сообщили об обнаружении ими совершенно нового вида фотогальванического эффекта, который получил название "flexo-photovoltaics". Для создания этого эффекта необходимо взять достаточно обычный кристалл кремния и поразить поверхность этого материала чем-нибудь необычайно твердым и острым. А дальнейшие исследования этой разновидности эффекта откроет путь к созданию нового метода преобразования энергии, который может лечь в основу высокоэффективных солнечных батарей, к примеру.

Современные солнечные батареи, как правило, изготавливаются из кремния, внутри которого устроено множество полупроводниковых p-n переходов, создающих в материале неравномерное электрическое поле. Каждый такой переход, представляющий собой границу областей, наполненных носителями отрицательного электрического заряда (электронами) и положительного заряда (электронными дырками), поглощает фотон света, образуется пара - электрон и дырка, что создает электрический потенциал. У таких солнечных батарей имеется один недостаток - их максимальная эффективность ограничена законами физики, она не может превышать 33.7 процента.

Но у нового фотогальванического эффекта нет подобных ограничений. Единственным ограничением в данном случае является то, что новый эффект возникает лишь в случае использования материалов, не обладающих так называемой центральной симметрией их структуры.

В своей работе исследователи использовали "грубую силу", они взяли и с достаточно большим усилием ткнули наконечником атомно-силового микроскопа в поверхность кристалла. Возникшее механическое напряжение было настолько большим, что оно нарушило центральную симметрию структуры кристалла, и на его поверхности начали проявляться новые фотогальванические эффекты. Такой подход сработал по отношению к кристаллам различного типа, титаната стронция, оксида титана и кремния. "У нового фотогальванического эффекта не имеется никаких термодинамических пределов из-за того, что он не основан на использовании полупроводникового p-n перехода" - пишут исследователи.

Пока еще рано говорить об значении эффективности, который будут иметь солнечные батареи на основе нового эффекта. Ориентировочный ответ на этот вопрос могут дать лишь дальнейшие эксперименты и исследования в данном направлении. Кроме этого, и со стороны практической реализации имеется масса вопросов.

"Мы видим нечто, вроде матрицы микроскопических шипов, нажимающих на поверхность элемента обычной солнечной батареи" - пишут исследователи, - "Это самый простой и понятный способ, но его вряд ли можно отнести к разряду дешевого и разумного решения. Другим вариантом является создание в структуре кремния дефектов, создающих необходимое механическое напряжение, но тогда возникнут вопросы, связанные с надежностью и долговечностью таких солнечных батарей".

И в заключение следует отметит, что ученые собираются продолжать работать в данном направлении, изучая особенности нового фотогальванического эффекта и изыскивая, параллельно с этим, способы, подходящие для его дальнейшего практического применения.




Ключевые слова:
Фотогальванический, Эффект, Солнечные, Батареи, Полупроводниковый, Переход, Кремний, Симметрия, Кристалл

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Установлен новый мировой рекорд эффективности преобразования солнечного све ...
  • Установлен новый рекорд по эффективности преобразования кремниевых солнечны ...
  • Ученые ORNL обнаруживает удивительные электрические свойства новых полимерн ...
  • Новые концентраторы солнечных лучей увеличат эффективность фотоэлементов со ...
  • Новое фотогальваническое-пьезоэлектрическое волокно обеспечит энергией моби ...




  • 10 мая 2018 00:27
    #1 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1031
    В своей работе исследователи использовали "грубую силу", они взяли и с достаточно большим усилием ткнули наконечником атомно-силового микроскопа в поверхность кристалла. Возникшее механическое напряжение было настолько большим, что оно нарушило центральную симметрию структуры кристалла, и на его поверхности начали проявляться новые фотогальванические эффекты.
    ...
    "Мы видим нечто, вроде матрицы микроскопических шипов, нажимающих на поверхность элемента обычной солнечной батареи" - пишут исследователи, - "Это самый простой и понятный способ, но его вряд ли можно отнести к разряду дешевого и разумного решения.
    То есть ударяя по поверхности обычной солнечной батареи можно получить такой же эффект? КПД возрастет, вопрос только как часто и как сильно нужно быть и по каким локальным точкам панели. Сразу на ум пьезоэлектрический генератор всплыл, ну по типу как в зажигалках. Только вот кремний довольно хрупкий, да и реализовать правильно нужно...


    --------------------
        
    18 мая 2018 07:19
    #2 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 25
    ...они взяли и с достаточно большим усилием ткнули...

    Это классический пример "метода научного тыка" lol
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.