Ученые радиофизическогоо факультета Томского государственного университета (РФФ ТГУ) разрабатывают наноструктуры на основе кремния для преобразования солнечной энергии в электрическую. Эти материалы позволят в два раза увеличить КПД солнечных батарей, сообщает пресс-служба ТГУ.

Как отмечается в сообщении, сейчас многие исследователи работают со структурами на основе арсенида галлия. Томские ученые предложили использовать кремниевые солнечные элементы, КПД которых они планируют повысить, напыляя на кремниевую основу наноточки из германия. Как утверждают ученые, структура кремниевых солнечных элементов с квантовыми точками значительно проще, изготовление дешевле, а сами кремниевые солнечные элементы с наностуктурами из германия намного эффективнее. В частности, арсенид-галлиевые солнечные элементы состоят из нескольких каскадов многослойных структур, каждый из них поглощает энергию в отдельном диапазоне, для поглощения и преобразования того же самого количества энергии достаточно одного каскада многослойной кремниевой структуры.

«Один из способов повышения эффективности солнечных элементов на основе кремния – это напыление германиевых квантовых точек. Использование таких точек позволит собирать солнечную энергию в диапазоне видимого и инфракрасного излучений (вплоть до 1,6 мкм) и, соответственно, повышать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую»,– приводятся в сообщении пояснения Антона Пищагина, одного из авторов разработки.

Сейчас исследователи определяют оптимальное количество атомных слоев, их структуру, толщину, концентрацию островков германия и остальные параметры для повышения КПД. Как показали эксперименты, полупроводниковые наноструктуры, разработанные в Томске, смогут увеличить КПД солнечных элементов до 35–40%. При этом максимальная возможная эффективность таких батарей, по теоретическим подсчетам, составит 53%.