 |
Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Стопки диэлектриков перспективны для солнечных батарей
Архивы новостей:
2008 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2019 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2020 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2021 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2022 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2023 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2024 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2025 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2026 год:
январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
Стопки диэлектриков перспективны для солнечных батарей
Стопки слоев оксидов металлов, проявляющие диэлектрические свойства, демонстрируют потенциал в плане эффективного преобразования солнечной энергии в электрическую. Исследователи из Технического Университета Вены рассчитали, что нанесение слоев LaVO3 на основу из SrTiO3 предоставляет возможности, которые недоступны для обычных полупроводников [1].
Руководитель исследования Джорджио Санджиованни (Giorgio Sangiovanni) отмечает, что применение системы LaVO3/SrTiO3 в фотогальванике является принципиально новой идеей.
В 2002 году было обнаружено, что контакт LaAlO3/SrTiO3 может приводить к созданию электропроводных «двумерного электронного газа», который обычно характерен для полупроводников. Открытие было неожиданно в том плане, что оба смешанных оксида обычно ведут себя как диэлектрические материалы [2].
Исследователи из группы Санджиованни осознали, что наблюдаемый эффект может оказаться полезным для солнечных батарей, в которых фотоны возбуждают электроны, заставляя их переходить из зоны полупроводимости в зону проводимости. В результате такого возбуждения образуется электрон и носитель положительного заряда – дырка, которые перемещаются в противоположных направлениях, двигаясь к аноду и к катоду соответственно, в результате чего возникает электрический ток. Однако фотогальванические материалы поглощают только те фотоны, энергия которых больше энергетического расстояния между электронными уровнями, что, очевидно, понижает эффективность солнечных батарей. Санджиованни отмечает, что энергетическая щель в 3 эВ, характерная для системы LaAlO3/SrTiO3, слишком велика, а энергетическая щель, характерная для LaVO3/SrTiO3, равная 1,1 эВ, идеальна для применения в качестве материала для солнечных батарей.
Дополнительное преимущество систем, состоящих из слоев оксидов переходных металлов, заключается в том, что они могут способствовать разделению носителей отрицательного и положительного заряда. Санджиовани поясняет, что многие такие системы полярны и содержат положительно и отрицательно заряженные слои, что создает электрическое поле, способствующее локализации электронов и дырок в различных областях. Еще один дополнительный бонус новой системы заключается в том, что у контакта с тонкими слоями LaVO3 проявляется металлическая проводимость, позволяющая генерировать электричество без необходимости использования дополнительных электродов.
В настоящее время самая высокая эффективность наблюдается для фотогальванических материалов, улавливающих большую часть солнечной энергии за счет слоистых систем полупроводниковых материалов с небольшим значением энергетической щели, например, GaAsP2/GaAs/Ge. Исследователи из группы Санджиованни вычислили, что системы на основе слоев оксидов переходных металлов, такие как LaFeO3/LaVO3/SrTiO3, могут сравниться по эффективности с полупроводниковой фотогальваникой.
Жан Марк Трискон (Jean-Marc Triscone) из Университета Женевы, также изучающий электрические свойства зон контакта оксидов, говорит о работе Джиованни, как об отличной идее. Тем не менее, он высказывает опасение по поводу того, что в толстых слоях, технологически необходимых для создания солнечных ячеек, электрическое поле может обладать крайне невысокой напряженностью. Он также обеспокоен тем, что в оксидных материалах может происходить большое количество нежелательных для фотогальваники процессов рекомбинации электрон-дырка (это может быть следствием дефектов кристаллов). Тем не менее, он уверен, что теоретические идеи Джиованни надо опробовать на практике.
Источники: [1] Phys. Rev. Lett, 2013, DOI: 10.1103/PhysRevLett.110.078701; [2] Nature, 2002, 419, 378 (DOI: 10.1038/nature00977)
Источник: http://www.chemport.ru
22.02.2013 13:48 | |
|
