 Созданы самоочищающиеся солнечные элементы с высоким коэффициентом поглощения. Исследователи из Стэнфордского университета (США) сконструировали фотогальванические элементы с неровной поверхностью, которая имитирует лист лотоса.
Традиционные солнечные элементы, изготовленные на основе аморфного кремния, преобразуют излучение в диапазоне длин волн 400–800 нм. Значительная часть падающего излучения (около 35%) отражается, что, естественно, снижает эффективность элемента.
Авторы постарались увеличить коэффициент поглощения, создав многослойную структуру на подложке из кварца с конусообразными выступами высотой 150 нм, расположенными на расстоянии 450 нм друг от друга. Кварц покрывался отражающим слоем серебра толщиной 100 нм, который возвращает фотоны в активный полупроводниковый слой гидрированного аморфного кремния (a-Si:H) толщиной 280 нм. Полупроводник был заключен между двумя прозрачными электродами.
Образующиеся на поверхности готового элемента «купола» действовали, по словам авторов, как волноводы, направляя свет к активному слою. Эксперименты показали, что такая конструкция позволяет снизить долю отраженного излучения до 6%, а КПД структуры достигает 5,9% (обычные тонкопленочные аморфные солнечные элементы имеют КПД около 5%).
Бугорки на поверхности элемента напоминают микроскопические выступы на листе лотоса, благодаря которым он приобретает свои выдающиеся водоотталкивающие свойства. Если при создании «куполов» использовать молекулы гидрофобного вещества, элементы становятся самоочищающимися: капли воды, скатываясь по их поверхности, уносят с собой частицы пыли, блокирующие прохождение света.
Эту технологию можно применять и при конструировании элементов на базе широко распространенного поликристаллического кремния, который демонстрирует бoльшую эффективность преобразования, чем аморфный, сообщает "Компьюлента".
|