.){kind=link}
Учени от Университета на Пенсилвания създават слънчеви клетки от нетипичен материал - конвенционални двумерни дихалкогениди на преходните метали (DPM). Тези материали имат сравнително ниска ефективност на преобразуване на светлината в електричество, но са сто пъти по-леки от съвременните силициеви фотопанели. За пространството ниското тегло е решаващо предимство. Но все още има какво да се работи по панелите с DPM.
Дебелината на DPM филма е не повече от няколко атома. Това е няколко порядъка по-тънък от слоя силиций или галиев арсенид в съвременните фотопанели. Това ще направи възможно слънчевите клетки DPM да бъдат сто пъти или повече по-леки. За разширяване на човешкото присъствие в космоса – в орбита, на луните и други планети – теглото на товара, транспортиран от Земята, ще бъде критично. Ще дойде време и силицият в космическата енергия ще трябва да бъде изоставен. И тогава, сигурни са изследователите, ще настъпи златният век на светлинните фотопанели, направени от дихалкогениди на преходни метали.
DPM материалите обаче имат значителен недостатък. Всички образци на фотоклетки, създадени до момента на тяхна основа, показаха ефективност не повече от 5%. По отношение на теглото той все още е по-добър от силиция, но в идеалния случай трябва да се увеличи ефективността на обещаващия материал, което например може да стане чрез оптимизиране на структурата на фотоклетката. Точно това направиха учени от университета в Пенсилвания и постигнаха осезаем успех – те предложиха структура на DPM клетка с ефективност 12%.
Трябва да се изясни, че заявената ефективност е постигната на цифровия модел на фотоклетката. Изследователите решават да започнат не с експерименти, а с моделиране, което има определен смисъл - така е по-евтино и по-бързо. Но въз основа на цифровия модел и разработените методи, експертите са уверени, че те или техните колеги ще могат да представят физически образци на слънчеви клетки от дихалкогениди на преходни метали с ефективност от поне 10% през следващите четири до пет години .
Тайната на разработката, за която учените разказаха в последния брой на списание Device, се крие в многослойната структура на елемента (филм върху филм, когато започват да работят многократни преотражения на фотони), както и в конструкцията на електродите, което прави възможно ефективното управление на екситоните - основните активни елементи на двумерните DPM-структури. Но всичко това все още е на хартия. Очакваме практическа реализация.
Прочетете също: