Фотоэлектрический эффект в фотоэлементах может быть увеличен в 1000 раз

1200px-Double_seal_University_of_Halle-Wittenberg.svgФотоэлектрический эффект ферроэлектрических кристаллов в фотоэлементах может быть увеличен в 1000 раз, если три различных материала объединены в одну решетку. Исследователи из Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг (MLU) доказали это в ходе исследования, создав кристаллические слои титаната бария, титаната стронция и титаната кальция, которые поочередно накладывали друг на друга. Результаты, которые могут способствовать значительному повышению эффективности фотоэлементов, были опубликованы в журнале «Science Advances».

В настоящее время большинство фотоэлементов основано на кремнии, но их эффективность ограничена. Поэтому уже несколько лет ведутся исследования новых материалов, например, ферроэлектриков, таких как титанат бария, смешанный оксид бария и титана. «Ферроэлектрик означает, что материал имеет пространственно разделенные положительные и отрицательные заряды», — объясняет физик Акаш Бхатнагар из Центра инновационной компетенции SiLi-nano при MLU. В отличие от кремния, ферроэлектрические кристаллы не требуют для фотоэлектрического эффекта так называемого pn-перехода, то есть отсутствия положительно и отрицательно легированных слоев, что значительно упрощает производство солнечных батарей. Исследования показали, что сочетание различных материалов в чрезвычайно тонких слоях значительно увеличивает выход солнечной электроэнергии. «Здесь важно то, что ферроэлектрический материал чередуется с параэлектрическим. Хотя последний не имеет отдельных зарядов, он может стать ферроэлектриком при определенных условиях, таких как низкая температура или небольшие изменения в химической структуре», — объясняет Бхатнагар.

Теперь исследовательская группа Бхатнагара обнаружила, что фотоэлектрический эффект значительно усиливается, когда ферроэлектрический слой чередуется не с одним, а с двумя различными параэлектрическими слоями.

Для фотоэлектрических измерений новый материал облучали лазерным светом. Результат: по сравнению с чистым титанатом бария аналогичной толщины, ток протекал в 1000 раз сильнее. По словам ученых, эффект был практически постоянным в течение шести месяцев.

Исследование проводилось при поддержке Федерального министерства образования и научных исследований (BMBF), Немецкого исследовательского фонда и при финансировании Европейского фонда регионального развития (ERDF).

Источник: https://www.photon.info/de/news/der-photovoltaische-effekt-steigt-bei-solarzellen-mit-drei-kristallschichten

 

Контакты

ул. Малая Морская, 108, офис 414, Торговый Центр "КИТ", г.Николаев, Украина
+38 (067) 512 33 83
info@sunnik.com.ua
sunnik
sunnik