Зеленее зелёного: предложены солнечные элементы на квантовых точках без токсичных примесей

Квантовые точки рассматриваются как перспективные «присадки» не только при производстве дисплеев, в которых они испускают чистые спектры, но также и в солнечных панелях. За счёт квантовых точек солнечные панели могут вырабатывать электричество в более широком диапазоне улавливаемого излучения. Проблема в том, что для этого обычно используются токсичные материалы. Но если не гнаться за КПД, то солнечные панели можно сделать экологически чище.

Исследователи из Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL) разработали новый тип солнечных элементов с квантовыми точками, которые не используют токсичных материалов. Эффективность предложенных фотоэлектрических преобразователей оказалась чуть ниже средней для данной категории продуктов (с квантовыми точками), однако альтернативные технологии используют свинец, кадмий или другие токсичные материалы, что делает новую разработку привлекательнее с точки зрения защиты окружающей среды и заботы о здоровье человека.

Вместо токсичных материалов учёные соединили вместе четыре элемента ― создали ядро из меди, индия и селена и покрыли его цинком. Это объекты нанометрового размера, что позволяет судить о сложности процессов. Затем эти объекты ― квантовые точки ― были равномерно внесены в нанопоры тонкой плёнки из диоксида титана. Надо отметить, что сложность изготовления квантовых точек из четырёх элементов привела к росту дефектов в их кристаллической структуре, но эти дефекты не помешали новым солнечным элементам выполнять свою работу.

В ходе экспериментов, статья о которых опубликована в журнале Nature Energy, квантовые точки показали высокую эффективность: из каждых 100 падающих на солнечный элемента фотонов в электроны превращалось 85 из них. Общая эффективность фотоэлектрического преобразователя оказалась меньше ― около 9 %. По данным источника, это примерно средний показатель КПД для солнечный элементов на квантовых точках. Рекорд в этой области принадлежит «токсичным» панелям на квантовых точках и достигает 16,6 %. Разработчики отмечают, что они не гнались за эффективностью, а хотели создать экологически чистый продукт с приемлемым КПД.

3dnews

Хочешь узнать больше - читай отзывы