От години учените работят по създаването на свръхтънки, гъвкави соларни клетки и най-после са на път да осъществят тази мечта. Изключително тънки слоеве от фотоактивния кристал волфрамов диселенид са смесени с молибденов дисулфид с цел създаване на полупрозрачен материал, който би бил революционен за соларните технологии. Този материал е толкова лек, че 300 квадратни метра от него тежат само един грам. Ръководител на изследването е Томас Мюлер от Техническия университет във Виена, а резултатите са публикувани в списанието “Нано Летърс”.
Когато учените казват “свръхтънки”, наистина го имат предвид. Всеки слой от материята е широк няколко атома. (За сравнение, кичур коса е дебел приблизително 300 000 атома.) Царя на свърхтънките материи е графенът, невероятно здрав моно слой от карбонови атоми, подредени в хексагонална структура. Здравината на графена отчасти се дължи на липсата на забранена зона, която не позволява да бъде използван като полупроводник. Откакто графенът съществува, е подпомогнал развитието на други тънки материи с проводими свойства.
Фиг.1. Структура на графен
“Доста често двуизмерните кристали имат електрически свойства, напълно различни от тези на тънък слой от същата материя ”, казва Мюлер в интервю за пресата.
Преди време екипа на Мюлер разработва волфрамов диселенид: два слоя селениеви атоми, обгръщащи пласт волфрамови атоми. Материята има забранена зона, която ѝ придава проводящи свойства и все пак е здрава, прозрачна, гъвкава и освен всичко, евтина за производство. Предишни изследвания показват, че тя е един порядък по-чувствителна от графена.
“Вече успяхме да покажем, че волфрамовият диселенид може да бъде използван за преобразуването на светлината в електрическа енергия и обратно”, обяснява той.
Един недостатък при използването само на волфрамов диселенид е, че изисква електродите да бъдат плътно подредени в материала, за да се намали рекомбинацията.След като светлината достигне светлочувствителния материал, електроните се изместват и положително заредените дупки остават където са. Това разделяне подпомага протичането на тока. Ако електроните се върнат и рекомбинират с дупките, токът намалява. В това скорошно проучване лабораторията на Мюлер разрешава проблема, като добавя молибденов дисулфид – слой от молибденови атоми между два слоя от серни атоми. Този материал не изисква употребата на електроди за подтискане на рекомбинацията, а вместо това задържа електроните в друг слой.
снимка: Gurpreet Singh
“Дупките се движат вътре във волфрам диселенидовия слой, а електроните от своя страна, мигрират в молибденовия дисулфид,” обяснява Мюлер. “Едно от най–големите предизвикателства беше да подредим двата материала, създавайки атомно плоска структура. Ако случайно има някакви молекули между двата слоя, така че да няма директен контакт, соларната клетка няма да работи.”
Въпреки че този материал пропуска светлина, голяма част от нея се преобразува в електричество. Функциониращите соларни клетки, направени от този материал, могат да бъдат ползвани за прозорци, генериращи енергия за сградата, без да се наруши естетиката или да се засенчи изгледа.
Източник: IFLScience.com
Меню
