Forskere opdager materiale, der kan gøre solceller mere effektive

Forskere ved Siberian Federal University, sammen med kolleger fra Royal Institute of Technology (Stockholm, Sverige), opdaget nye egenskaber ved materiale baseret på palladium, som kan øge solcellernes ydeevne.

Palladiumdiselenid er et lovende materiale, hvis egenskaber endnu ikke er blevet fuldstændigt undersøgt. For eksempel, det blev rapporteret, at dets todimensionale form kan være effektiv til fotokatalyse-processen med at opdele vand i hydrogen og ilt, når det udsættes for sollys, som kan bruges til at producere økologisk brændstof. Forskere har for nylig lært, hvordan man syntetiserer enkelt- og dobbeltlagsversioner af PdSe ₂ sammensætning, men styrker og svagheder ved disse materialer forblev ukendte indtil for nylig. Forskerne brugte beregningsmetoder med høj præcision for første gang og formåede at studere de elektroniske og optiske egenskaber af enkelt- og to-lags materiale baseret på palladiumdiselenid i detaljer, hvilken, som det viste sig, kan absorbere solenergi mere effektivt end siliciumbaseret materiale, der bruges i solbatterier.

"Materialet viser højere konverteringshastigheder for solenergi til elektrisk energi på grund af et bredere spektrum af energiabsorbering sammenlignet med siliciumbaserede elementer, der i dag bruges som halvledere, og derfor kan øge solcellernes effektivitet betydeligt ... Palladium diselenid (PdSe ₂ ) kan bruges som et uafhængigt materiale til solcelleelementer i konstruktionen af ​​rumfartøjer og kunstige jordsatellitter, da materialeffektiviteten i de fleste tilfælde berettiger omkostningerne i rumindustrien, "siger en af ​​forskerne fra Siberian Federal University, Artem Kuklin.

For at udføre højpræcisionsberegninger af materialegenskaber, forskere brugte Akademik Matrosov supercomputer, placeret i Matrosov Institute for System Dynamics and Control Theory of the Siberian Branch of RAS.

"Andelen af" solenergi "vil stige støt i Rusland på grund af denne metodes høje miljøvenlighed og relativt billige. I dag i vores land er der 10" sol "-stationer med en samlet kapacitet på omkring 100 MW, hvilket er 0,04% af den samlede installerede kapacitet i det russiske elsystem. I Yakutia, omkostningerne ved elektricitet fra dieselgeneratorer er meget dyre, og her kan solcelleanlæg reducere omkostningerne ved energiforsyning betydeligt. Vores mål er at udvikle mere avancerede materialer, så effektiviteten af ​​solceller øges, ”siger Artem Kuklin.

Resultaterne af videnskabeligt arbejde blev offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgang B . Forskerne planlægger at fortsætte deres arbejde med at undersøge effekten af ​​defekter på dets egenskaber og sandsynligheden for deres dannelse. Efter at have lært at håndtere fejl, forskere vil være i stand til at skabe materiale med forudsigelige egenskaber.