Солнечные батареи на основе графена. Ждать осталось недолго?

Солнечные батареи из графена стали еще на один шаг ближе к реальности благодаря открытию немецких ученых, обнаруживших, что вещество сохраняет свои уникальные свойства, даже если его покрыть кремнием. Вполне возможно, что уже в обозримом будущем появятся эффективные солнечные батареи нового поколения на основе графена. Немецкие исследователи из берлинского Института кремниевой фотовольтаики совершили уникальное открытие в области применения графена, которое заключается в том, что набор уникальных характеристик данного вещества, таких как, высокая электропроводность, прозрачность и нетоксичность, абсолютно не пострадает при нанесении тонкой пленки из кремния.

Таким образом, для тонкопленочных фотоэлектрических элементов открываются новые возможности, связанные с использованием графена для производства солнечной энергии.

По мнению ряда исследователей, графен является «почти идеальным» материалом для прозрачных контактных слоев в солнечных батареях, благодаря его способности проводить электричество без потери количества поступающего солнечного света. Данная теория выглядит вполне жизнеспособной, но нуждается в практическом подтверждении. Открытие немецких ученых приближает науку к тому дню, когда начнутся прикладные исследования технологии, способной перевернуть энергетическую отрасль.

Мы проанализировали то, как проводящие свойства графена изменяются, если его включить в ряд слоев, похожих на кремниевые тонкопленочные солнечные батареи. К великому удивлению, свойства вещества практически не изменились, — Марк Глуба, участник исследования

В пресс-релизе, опубликованном Институтом кремниевой фотовольтаики, говорится следующее: ученые вырастили графен на тонкой медной пластине, затем перенесли его на стеклянную подложку и в конце покрыли тонким слоем кремния. В ходе экспериментов были использованы два материала, которые используются в традиционных кремниевых тонкопленочных технологиях. Первый образец содержал слой аморфного кремния, в котором атомы вещества в неупорядоченном состоянии похожи на расплавленное закаленное стекло. Второй -поликристаллический кремний, с помощью которого ученые могли наблюдать за влиянием стандартного процесса кристаллизации на свойства графена. Даже несмотря на то, что структура верхнего слоя полностью изменилась после нагревания на несколько сот градусов, присутствие графена все еще обнаруживалось.

Click here to preview your posts with PRO themes ››

Мы не могли предвидеть такого поворота событий, но наши результаты показали, что графен не теряет своих свойств даже если он покрыт кремнием. Наши измерения подвижности среды с использованием эффекта Холла показали, что мобильность носителей заряда во встроенном графеновом слое примерно в 30 раз выше, чем у традиционных контактных слоев на основе оксида цинка, — Норберт Никель, участник исследования

Авторы исследования указали на сложность подключения во внешнюю электрическую цепь контактных слоев толщиной 0,03 нм. Сейчас они работают над решением этой проблемы. Более того, в экспериментах, проводимых немецкими специалистами, были использованы образцы с площадью 1 см2 — на практике графеном придется покрывать много большие участки.

{social}