Сибирские ученые разработали кремниевый солнечный элемент с почти рекордным показателем эффективности
Международный коллектив ученых, в состав которого вошел старший научный сотрудник лаборатории разреженных газов Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН, старший преподаватель Новосибирского государственного университета кандидат физико-математических наук Александр Олегович Замчий, разработал высокоэффективный кремниевый солнечный элемент, коэффициент полезного действия которого приближается к рекордным значениям. Созданный исследователями концепт может использоваться в сфере возобновляемой энергетики для преобразования солнечного излучения в электричество.
В наши дни всё чаще можно услышать мнение, что из-за увеличения численности населения Земли и экономического роста к середине столетия мировое потребление энергии вырастет более чем вдвое. При этом добыча, транспортировка и использование традиционных ископаемых ее источников оказывает сильное негативное влияние на климат. Всё это приводит к существенному усилению роли возобновляемых источников энергии, которые должны стать одним из важнейших факторов глобального развития в недалеком будущем. Самой перспективной для выработки электроэнергии является солнечная — главным образом за счет колоссального потока излучения, поступающего на нашу планету, которое, тем не менее, необходимо эффективно улавливать и преобразовывать в полезную форму энергии для последующего использования.
Здесь на помощь приходит солнечный элемент (СЭ) — фотовольтаическое устройство, обеспечивающее прямую конвертацию солнечного излучения в электричество, минуя стадии тепловой и механической форм энергии. «В основе работы СЭ лежит явление внутреннего фотоэлектрического эффекта в полупроводниковой структуре с p-n-переходом. Так называется область соприкосновения двух полупроводников с разными типами проводимости — дырочной (p) и электронной (n). Поглощение оптического излучения такой структурой (при условии, что его энергия превышает значение ширины запрещенной зоны полупроводника) приводит к возникновению фотоэлектродвижущей силы. При этом, если p-n-переход соединен с внешней цепью, в ней протекает электрический ток», — рассказывает Александр Олегович Замчий.