Российские учёные из Санкт-Петербургского академического университета заявляют, что повысили эффективность солнечных элементов на основе арсенида галлия (GaAs) с 10,6% до 11,5% за счёт использования одностенных углеродных нанотрубок (ОСНТ — они же SWCNT) вместо обычных контактов из металлической сетки. Элемент также показал небольшое увеличение плотности тока короткого замыкания с 16,9 до 17,9 мА/см2.
Традиционные металлические «сеточные» контакты способны обеспечить прозрачность, но они также требуют высокого легирования поверхностного слоя элементов для обеспечения эффективного сбора фототока, объясняют разработчики новой технологии. Тяжелое легирование и осаждение являются энергоёмкими производственными процессами, поэтому они повышают производственные затраты на аналогичные солнечные элементы. Исследователи выдвигают синтезированные в виде аэрозолей SWCNT в качестве альтернативы другим методам, поскольку они, как говорят, сочетают в себе оптоэлектронные свойства, гибкость, химическую стабильность и простые протоколы переноса для покрытия больших площадей поверхности.
«SWCNT могут помочь значительно улучшить характеристики солнечных элементов при применении в качестве материала прозрачного контактного слоя. Солнечный элемент, покрытый ОСНТ, должен характеризоваться более низким поверхностным сопротивлением, что приводит к повышению эффективности работы», — сказали исследователи.
Учёные выбрали слои ОСНТ (SWCNT) толщиной до 20 нм с прозрачностью 90% в видимом диапазоне и исходным сопротивлением 300 Ом/кв. Эти характеристики обеспечивают хороший компромисс между проводимостью и оптическим пропусканием пленки SWCNT, пояснили они.
Они измерили фотоэлектрические характеристики солнечных элементов SWCNT через вольт-амперную характеристику (I-V), используя метод с четырьмя зондами и имитатор солнечной энергии с глобальным стандартным спектром (AM1.5g).
P.S.
Многие наверно не в курсе, но у нас в стране есть предприятия мирового класса, которые создают продукцию, спрос на которую будет расти с каждым годом. Это компания OCSiAl («Оксиал»), которая в промышленных объёмах производит как раз одностенные углеродные нанотрубки.
Причательно ещё и то, что OCSiAl («Оксиал») так же имеет в Европе дочернюю компанию, которая производит электрические скутеры UJET.
Так что, подводя итог, можно с полной уверенностью сказать, объединив наши российские умы и наработки в области солнечных элементов и углеродных нанотрубок, можно создать отрасль с высоким экспортным потенциалом.