Схема принципа работы фотоэлемента (a, b) и процесс изготовления прототипа (с).
Фрагменты фотоэлемента на разных стадиях изготовления: a) SEM анодного оксида алюминия (АОА), b) выращенные столбики CdS после обработки АОА щелочью, с) микрофотография высокого разрешения участка между CdS и СdTe.
Фотография фотоэлемента изготовленного на стекле.
Фотоэлектрическая характеристика в зависимости от интенсивности света.
Результаты расчетов эффективности конверсии света в зависимости от высоты наностержней CdS помещенных в CdTe.
Схема и фотография фотоэлемента встроенного в эластичную матрицу полисилоксана.
Фотоэлектрические характеристики гибкого фотоэлемента в зависимости от радиуса деформации.
Еще в 50-х годах было замечено, что запрещенная зона теллурида кадмия (CdTe) очень хорошо "пропадает" в спектр солнечного света (ширина запрещенной зоны 1.5 эВ, в диапазоне от 1.15 до 2.65 эВ (или 460 - 1080 нм)). С тех пор много усилий было приложено на оптимизацию "солнечных батареек" из этого материала. В настоящее время CdTe является основным конкурентом кремния на рынке тонкопленочной фотовольтаики. Но как всегда бывает с полупроводниками, к "p- нужен n-" {к полупроводнику "электронного" типа нужен "дырочный" собрат}. Подходящей парой оказался CdS, с которым и по сей день CdTe неразлучно превращает фотоны в электричество (Рис. 1). Изобретательные ученые и так и сяк исхищряются как бы с одной стороны упростить и удешевить дизайн солнечной батарейки, а с другой стороны не потерять в эффективности.
Привлекательное по простоте решение недавно предложили ученые из Беркли, Калифорния (США) [Z. Fan et al, "Three-dimensional nanopillar-array photovoltaics on low-cost and flexible substrates", Nat. Mater., 2009, 10.1038/NMAT2493]. Из исходных соображений было одно, из которого потом удачно выросло второе. Известно, что монокристаллические нанопровода CdS привлекательны отменными транспортными свойствами и доступны в получении с использованием VLS метода (vapout-liquid-solid). Однако их надо растить вертикально и желательно из золотой наноточечки, нанесенной на подложку. Так как для батарейки нужны два контакта, то желательно, чтобы подложка была проводящей. Это позволит автоматически получить один контакт. Если наностерженьки растить вертикально, то им желательно задавать направление. Подходящий к такому случаю материал - алюминий. Можно взять кусочек, анодизировать не до конца (не забываем про контакт, оксид алюминия - диэлектрик) и получить близкий к идеальному пористый оксид. Электролитически нанести золото на "дно" вертикальных колодцев (глубина 2 мкм, ширина 200 нм), а потом уже в печке заполнить колодец CdS (золото необходимо, чтобы монокристаллический ус вырос). Селективным растворением оксида алюминия (щелочью убрали 500 нм толщины сверху) оголили кончики CdS и "залили" поликристаллическим CdTe (нанесли методом CVD) (Рис. 1с). Очень изящное решение (можно включать в учебник). Вторым контактом поверх CdTe напылили Cu/Au. Эффективность - 6% (теоретически можно оптимизировать до 12%). Основная проблема, с которой столкнулись ученые - прозрачность верхнего электрода. Несмотря на то что толщина слоя Cu/Au составила 1 и 13 нм соответственно, прозрачность этой пленки не превышает 50% (отсюда основные потери в эффективности). Залив полученное устройство полисилоксаном можно получить гибкую солнечную батарейку, которая не теряет в эффективности, сколько не гни пальцем.
И что такое в оригинале ETFE? Блоксополимер? Расшифровка названия странная даже после правки "флуоро" (английский вариант) на "фторо" (русский вариант).
О научных свершениях и планах!
О выборе увлечения на всю жизнь, об умении добиваться поставленных целей!
О становлении и воспитании научной молодежи и о проблемах молодых специалистов!
Ну и немного о женских психотипах, и, конечно, о счастье для всех!!
P.S. Извините меня великодушно, Дмитрий Александрович, за нетематические комментарии в Вашей очень интересной новости! (Просто негде, а "новость" сделать не решился...)
Странно, что AAM такой гибкий получился. Обычно все ругаются, что он сильно трескается. Жаль, что исследователи не показали, что происходит с устройством после изгиба на микроуровне.
Мне кажется как и для прочих батарей на органике будет проблема с транспортом ионов водорода к слою с последующим его выводом из строя. Сейчас есть решения для снятия остроты данной проблемы, всякие там слои, но радикально увеличения срока службы коммерческих слоев до хотя бы 25лет не продемострировано. Как материаал -ниситель оптимальнее как видится флуон (прозрчная разновидность PTFE), но с модифицированной с учётом реалий северной Европы поверхностью, уменьшающей его "поцарапываемость". Экспериментально доказано на парниках одного из технологов "Пластполимера" (СПб) - за 15 лет никаких изменений прозрачности. Жаль что материал сняли с произвосдтва давно, японский стоит раза в 2-3дороже.
Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.
Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.
Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся
в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.
