"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ.
Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.
|
|
21.04.2018
12:23 |
Физики выдавили из солнечных батарей дополнительную энергию 
Британские физики предложили способ повышения эффективности современных солнечных батарей за счет локального сдавливания полупроводниковых кристаллов при облучении их светом. Сдавливание материала приводит к возникновению в нем градиента механического напряжения и становится причиной впервые обнаруженного флексо-фотовольтаического эффекта, который наблюдается во всех известных полупроводниках, включая кремний, пишут ученые в Science.
Для всех современных солнечных батарей максимальная эффективность преобразования энергии падающего на них света в электрический ток имеет теоретический предел. Например, КПД любых однослойных солнечных элементов, состоящих из одного p-n-перехода, ограничивается пределом Шокли — Квайссера, который определяется долей солнечного света, поглощаемого фотоэлементом, и составляет около 34 процентов. Чтобы преодолеть этот предел, ученые предлагают различные способы, например, используют для проводимости так называемые горячие носителя заряда, которые появляются в полупроводнике при поглощении света с энергией больше ширины запрещенной зоны.
В материалах, у кристаллической структуры которых отсутствует центральная симметрия (например, пьезо- или сегнетоэлектриках), преобразовать дополнительную энергию света в электрический ток также удавалось за счет аномального фотовольтаического эффекта, при котором фотовозбужденные электроны в материале имеют разную подвижность в разных направлениях. Из-за этого при поглощении света электрон смещается вдоль одной из осей кристалла, после чего в результате безызлучательного перехода спускается на соседний валентный уровень и становится способен вновь поглощать свет, смещаясь дальше. В результате возбуждения такого «тока смещения» материал может поглощать свет с энергией, во много раз превосходящую ширину запрещенной зоны.
Британские физики из Уорикского университета под руководством Марина Алекса (Marin Alexe) показали, что за счет аномального фотовольтаического эффекта можно повысить КПД не только сегнетоэлектриков с нарушенной центрально симметрией, но и любых полупроводников, включая в том числе самый распространенный в солнечных батареях материал — кремний. Для этого ученые предложили локально деформировать облучаемую поверхность отдельного полупроводникового кристалла, используя флексоэлектрический эффект, за счет которого градиент механического напряжения приводит к поляризации материала. В эксперименте ученые деформировали поверхность кристалла с помощью иголки атомного силового микроскопа или специального устройства для микровдавливания (microindentation) с силой до 15 микроньютонов. Деформируемая область облучалась лазером с длиной волны 405 нанометров.
Ученые проверили предложенный метод на трех монокристаллах с выраженной центральной симметрией: оксиде титана(IV), титанате стронция и кремнии, освещая деформированный участок короткими лазерными импульсами. Оказалось, что для всех материалов предложенная схема приводит к возбуждению гигантского для этих кристаллов фототока — до нескольких десятков пикоампер при нагрузке 15 микроньютонов. При этом, например, плотность тока увеличивалась примерно на два порядка при повышении силы нажатия от 1 до 15 микроньютонов.
Обнаруженное явление, к которому привели одновременные флексоэлектрический и аномальный фотовольтаический эффекты, ученые назвали флексо-фотовольтаическим эффектом. Авторы работы считают, что его использование может значительно повысить эффективность тех полупроводниковых материалов, которые сейчас используются в солнечных батареях.
Другой способ поднять эффективность фотоэлементов выше теоретического предела — увеличить время жизни горячих носителей заряда, которые образуются в полупроводнике при поглощении фотонов с энергией больше ширины запрещенной зоны. Например, недавно химикам удалось довести время жизни горячих электронов в перовскитных батареях до нескольких наносекунд, что подняло теоретический предел их эффективности с 34 сразу до 66 процентов.
По информации https://nplus1.ru/news/2018/04/20/flexo-photovoltaic-effect
|
|
21.04.2018
11:59 |
Российские ученые создали первый полноценный 3D-принтер на основе уникальных наночастиц 
Биологи и физики из России создали уникальные наночастицы, позволяющие "печатать" трехмерные структуры произвольной формы и любых размеров в один присест, . . . |
|
20.04.2018
22:18 |
Правильные комнатные растения очищают воздух и сохраняют энергию 
Итальянские ученые считают необходимым целенаправленное изучение свойств комнатных растений, которые помогают очищать воздух, - пишет phys.org со ссылкой на журнал . . . |
|
20.04.2018
18:57 |
Еще один шаг к квантовому компьютеру
Коллаборации ученых из Российского квантового центра (РКЦ) и НИТУ МИСиС, Университета Лондона и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне . . . |
|
20.04.2018
18:54 |
Китай меняет погоду
Разрастающийся Китай испытывает постоянную нехватку водных ресурсов, поэтому было решено выстроить на Тибетском плато комплексы по созданию дождевых облаков. По . . . |
|
20.04.2018
18:26 |
Власти Канады поддержали разработку беспилотного аэротакси
Правительство Канады поддержало серию проектов консорциума Bell Helicopter Textron Canada, канадского подразделения американской компании Bell Helicopter, предполагающих . . . |
|
20.04.2018
18:22 |
Российские физики уплотнили энергию ядерной батарейки в десять раз 
Физики оптимизировали толщину слоев ядерной батарейки, использующей для производства электрической энергии бета-распад изотопа никеля-63. В одном грамме . . . |
|
20.04.2018
18:14 |
Галактические ветра ограничили скорость образования звезд в галактике 
Астрономы нашли в системе двух сливающихся галактик NGC 6240 огромную газовую структуру-«бабочку» и два потока газа, распространяющиеся прочь. Предполагается, что . . . |
|
20.04.2018
18:09 |
В вымирании крупных наземных млекопитающих обвинили людей 
Крупные наземные млекопитающие исчезали в конце четвертичного периода и продолжают исчезать до сих пор из-за человека, говорится в Science. К такому выводу пришли . . . |
|
20.04.2018
18:05 |
Золотые наночастицы самопроизвольно образовались в аэрозольных микрокаплях 
Химики разработали способ получения золотых наночастиц и нанопроволок без необходимости использования токсичных восстановителей. Метод, основанный на . . . |
|
20.04.2018
18:01 |
Канадцы сделали цилиндрический экран светового поля для видеоконференций
Канадские инженеры создали экран светового поля, который можно использовать для реалистичных видеоконференций. Изображение на нем выглядит объемным независимо . . . |
|
20.04.2018
14:18 |
В поисках недостающей материи нашей Вселенной
Астрономы при помощи космической обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства изучили наполненные газом гало вокруг галактик в попытке найти . . . |
|
19.04.2018
22:34 |
Объединение космических миссий в кампании позволит повысить их эффективность
Отправка человека в космос связана с большим числом проблем и должна быть произведена максимально эффективно. В новом исследовании астрономы во главе с Хао Ченом . . . |
|
19.04.2018
22:30 |
Проверка теорий гравитации при помощи «теней», отбрасываемых черными дырами 
Можем ли мы различить черные дыры (ЧД), предсказываемые разными гравитационными теориями? Астрофизики из проекта BlackHoleCam отвечают на этот вопрос, построив при . . . |
|
19.04.2018
22:27 |
«Ветра» со стороны звезд и черных дыр превратили галактику в «бабочку» 
Исследователи из Колорадского университета в Боулдере, США, провели беспрецедентное «разделение» двух галактик, находящихся на заключительных этапах . . . |
|
19.04.2018
21:48 |
Космический мейнстрим: технологии, которые помогут вернуться на Луну 
Ученые убеждены, что человечество уже способно превратить Луну в космический форпост. Ведущие державы располагают всем необходимым для этого: космодромами, . . . |
|
19.04.2018
20:07 |
Физики научились включать и выключать ферромагнетизм лазером 
Физики обнаружили, что в пленке нанометровой толщины из сплава алюминия и железа лазерным пучком можно обратимо включать и выключать ферромагнетизм. Переход из . . . |
|
19.04.2018
19:52 |
HTT построит в Эмиратах десятикилометровую трассу Hyperloop 
Компания Hyperloop Transportation Technologies подписала с компанией Aldar Properties соглашение о строительстве в Объединенных Арабских Эмиратах трассы Hyperloop длиной десять километров . . . |
|
19.04.2018
18:20 |
Аномально быстрые электроны из магнитного хвоста Меркурия ускорились в турбулентностях 
Немецкие ученые показали с помощью численных расчетов, что необычно высокие энергии электронов из магнитного хвоста Меркурия можно объяснить ускорением частиц в . . . |
|
19.04.2018
18:09 |
Вороны помешали детектору LIGO слушать гравитационные волны 
В поисках влаги вороны склевывают лед с одного из крионасосов детектора гравитационных волн LIGO и именно из-за этого в данных детекторов обсерватории в пустыне . . . |
