Кремний – это востребованный элемент для изготовления электроники, он также используется в других отраслях, в том числе и альтернативной энергетике. Устройство солнечной панели до недавнего времени было невозможным без этого полупроводника, но новые разработки ученых позволят заменить его.

Устройство солнечной панели на основе селена: преимущества

Кристаллический кремний используется для создания солнечных панелей разного вида. Но данный элемент – довольно дорогостоящий, поэтому ученые уже длительное время искали замену ему, чтобы удешевить производство приборов.
Специалисты из университета Колорадо 10 лет работали над задачей снижения стоимости получения солнечной энергии. Они нашли новый подход, который позволит полноценно заменить кремний – это теллурид кадмия.
Ученые провели масштабное исследование, которое открывает широкие возможности для использования энергии из возобновляемых источников. Тонкопленочные солнечные батареи, элементом которых является теллурид кадмия, показывают отличные технические характеристики. Помимо этого, специалисты объявили о еще одном компоненте – селене. Сочетание данных материалов позволяет улучшить функциональность батарей и удешевить их производство.
В ходе тестирований ученые зафиксировали повышение эффективности прибора на 22%, если конструкцию с теллуридом кадмия дополнить селеном.
Установлением причины такого полезного сочетания занялась международная группа. Тщательное изучение вопроса и комплексные эксперименты показали, что селен “умеет” нейтрализовывать мелкие дефекты и микроповреждения в атомах теллурида кадмия. Такое открытие дает возможность сделать доступнее солнечные технологии и расширить круг их использования.
На изготовление тонкопленочных фотоэлектрических панелей на основе теллурида кадмия необходимо в 100 раз меньше материалов, чем при использовании кремния. Такой вид устройств упрощает производство и может поглощать солнечный свет практически любой длины. Получаемое электричество имеет наименьшую себестоимость из всех вариантов, которые существуют в солнечной индустрии. Оно может составить конкуренцию традиционным источникам.
Электроны, которые генерируются, когда фотоэлементы взаимодействуют с селеном, более стойкие к дефектам материала, которые возможны, когда разрастаются кристаллы элемента. Благодаря этому производится большое количество энергии.
Инженеры университета Колорадо измеряли количество света, которое отражают батареи на основе селена. Они неравномерно разместили материал на панели, а после сравнили, сколько энергии выделяется на участках с разной концентрацией элемента. Было выявлено, что области, где размещено много селена, издают свечение существенно ярче, чем те, где находится чистый теллурид кадмия.

Новое решение для устройства солнечных панелей позволит увеличить роль альтернативной энергетики и сделает более доступной технологию как для частных лиц, так и для предприятий.