В России создали нанопленки для высокоэффективных солнечных батарей
Ученые ИТМО разработали технологию, которая позволит создавать солнечные батареи нового поколения, а также модернизировать фотоэлектрическое оборудование на тончайшем уровне. Для этого используется лазерная обработка подложки перовскитной пленки, которая выполняет роль полупроводника и является одним из ключевых элементов в солнечных панелях.
Перовскит в последнее время все чаще используется в качестве замены кремнию в солнечных батареях и светодиодах. Такие полупроводники лучше поглощают свет, их проще производить в промышленных масштабах, они эффективнее и меньше подвержены дефектам. Однако для более эффективной службы перовскитные полупроводниковые пленки необходимо дополнительно структурировать на наноуровне. Часто это делают с помощью ионного пучка, который придает требуемые оптические свойства материалу. Использование такого метода для некоторых нужд не подходит, поскольку часть пленки удаляется и покрывается гарью.
Поэтому исследователи придумали, как обойти этот побочный эффект. Они воздействуют лазером не на саму перовскитную пленку, а на подложку из диоксида титана. Импульсный лазер формирует необходимый узор, создавая бороздки заданной формы и глубины. После этого на подложку накладывается перовскитный слой, который повторяет паттерн нижележащего материала и получает требуемую структуру.
Полученный узор определяет то, как пленка взаимодействует со светом, например, меняет ее оттенок. Лучи света, попадая на бороздки и гребни, преломляются и переотражаются, придавая различный окрас. Этот эффект похож на создаваемый узорами крыльев бабочек, где ту же функцию выполняют мельчайшие чешуйки. Таким образом, даже самим наклоном пленки можно определять дифракционные свойства, не меняя другие параметры материала. Это открывает дополнительные перспективы в работе с перовскитными полупроводниковыми пленками.
Также авторы разработки отметили высокую скорость «записи» орнамента на пленку — до одного квадратного сантиметра в минуту. Кроме того, пленки из диоксида титана можно использовать повторно, смывая поверхностный перовскитный слой и нанося новый. На следующем этапе исследователи протестируют полученные пленки в реальных устройствах.
Ранее мы рассказывали о другой российской технологии для улучшения свойств солнечных панелей.
