Новий метод підвищення ефективності сонячних елементів шляхом тонкої настройки відстані між наностержнями
Інноваційний підхід до оптимізації сонячних елементів за допомогою наностержнів діоксиду титану
Перетворення сонячної енергії завжди було однією з найбільших цілей людства. І ось, команда китайських вчених зробила черговий прорив у цій галузі. Їхня нова техніка дозволяє точно налаштувати відстань між наностержнями діоксиду титану, зберігаючи їх стабільну форму та розмір. Це є важливим кроком вперед, оскільки полегшує процес виробництва сонячних елементів у масштабах та підвищує їх ефективність.
Новий метод керування наностержнями
Під керівництвом професора Ван Мінтаї з Інститутів фізичних наук у Хефеї, команда досягла точного контролю над розташуванням наностержнів, використовуючи вдосконалений процес росту. Завдяки цьому, вони змогли збільшити ефективність сонячних панелей без необхідності змінювати розмір або форму стержнів. Їх метод дозволяє регулювати відстань між наностержнями, що веде до кращої продуктивності пристрою.
Переваги наностержнів TiO2
Наностержні діоксиду титану (TiO2) є ключовими елементами в сонячних енергетичних системах завдяки їх здатності ефективно поглинати світло та транспортувати заряд. Проте, традиційні методи виготовлення заважали точному налаштуванню щільності цих наноструктур, що зменшувало гнучкість та оптимізацію продуктивності пристроїв.
У своєму новому підході, дослідники подовжили етап гідролізу при підготовці плівки-прекурсора. Ця зміна призвела до утворення менш розмірних наночастинок анатазу, які згодом перетворилися на рутилові насіння. Ці насіння, в свою чергу, направляли рівномірний ріст наностержнів через гідротермальну обробку.
Вражаючі результати та майбутні перспективи
Після впровадження цієї технології у сонячні елементи на основі CuInS2, які оброблялися при низьких температурах, команда дослідників досягла ефективності перетворення електроенергії понад 10 відсотків. Пікова продуктивність сягнула 10,44 відсотка. Для пояснення цього зростання, вчені запропонували модель “Об’єм-Поверхня-Щільність”, що показує, як щільність наностержнів сприяє покращенню уловлювання світла, розділення зарядів та руху носіїв.
Ця інновація не лише підвищує ефективність сонячних елементів, але й відкриває нові горизонти для досліджень у сфері чистої енергії та оптоелектронних застосувань. Підключаючи обробку технологій до поведінки матеріалів, дослідники пропонують надійний шлях до масштабованих та високоефективних сонячних технологій.
