Фотовольтаика

MForum.ru

Фотовольтаика

04.11.2019, MForum.ru


Фотовольтаика  --  Микроэлектроника

 

 

Новости

6-слойная ячейка на базе элементов III-V групп таблицы Менделеева, США, 39.2%

2020.04.19 В США, в Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии, создали 6-слойный элемент  на основе элементов III-V групп таблицы Менделеева. Его кпд при освещении концентрированным лучом света (такое освещение достигается в так называемых гелиоконцентраторах) достигает рекордных 47,1%. Впрочем, и под воздействием обычного солнечного света элемент показывает фантастические характеристики - 39,2%. 

2-слойная ячейка на базе слоя перовскита и слоя CIGS, Германия, 24.1%

2020.04.19 В Берлинском центре Гельмгольца задействовали комбинацию слоя перовскита и слоя меди, индия, галлия и селена (CIGS), создав гибкий преобразующий элемент. Его эффективность, хотя и ниже, чем у американского, но также высока - 24,1%. 

2-слойная панель перовскит-на-кремнии, Европа

2024.06 Лондонский стартап специализирующийся в области фотовольтаики, Oxford PV (Oxford Photovoltaic), спин-офф Оксфордского университета, выпустил на производстве в Германии панель площадью 1,57 кв.м из 60 элементов, использующую тандемную технологию перовскит-на-кремнии. Показатель эффективности этой панели - 26,9%, эффективность была независимо измерена и сертифицирована Fraunhofer CalLab. Вес панели - менее 25 кг. Панели с такими массо-габаритными свойствами отлично подходят для применения в частных домах. Как сообщает компания, традиционные небольшие кремниевые элементы 166х166 мм обычно обеспечивают эффективность 20-22%, но при создании на них пленки перовскита эффективность «сэндвича» может превышать 30%. Компания открыла производство фотовольтаических элементов по данной технологии на заводе в Бранденбруге-на-Хафеле, Германия. Компания планирует нарастить производство тандемных солнечных элементов до гигаваттных объемов в течение нескольких ближайших лет, чтобы удовлетворить потребности рынка, оцениваемые в тераваттах. / MForum 

2-слойная ячейка на кремниевой подложке, Россия

2020.02.05 Университет ИТМО, С.Петербург. В Университете ИТМО, С.-Петербург, работают над технологией, позволяющей создавать солнечные батареи с потенциальной эффективностью в 1.5 раза выше сегодняшних, причем, из более дешевых материалов. Базово речь идет о использовании кремниевой подложки на которую добавляют слой или слои другого полупроводника. Добавляемый материал должен обладать схожей структурой кристаллической решетки, чтобы материал оказался достаточно механически стойким.
По своей атомной структуре мог бы подойти, например, GaP (фосфид галлия), но этот материал слабо поглощает солнечный свет. Но если к нему добавить немного азота, то соответствующий твердый раствор GaPN становится "прямозонным", он хорошо поглощает свет и его можно наносить на кремниевую подложку, которая также может выступать одним из фотоактивных слоев, отвечающим за поглощение света в ИК-диапазоне. Ученые уже создали прототип солнечной батареи с использованием GaPN.
При использовании также примесей мышьяка (GaPNAs) можно создать несколько слоев, поглощающих свет в разных частях спектра - потенциально, по расчетам исследователей, эффективность таких батарей может доходить до 40% и выше. Источники: nauka.tass.ru и rossaprimavera.ru. 

Двумерный черный фосфор / фосфорен

2019.11.24 Ученые в разных странах работают над повышением стабильности двумерного черного фосфора. Двумерный черный фосфор получают из белого фосфора в условиях высокого давления и температуры. Получается напоминающий графит материал фосфорен со слоистой структурой, обладающий полупроводниковыми свойствами. Ширина запрещенной зоны варьируется в зависимости от числа слоев.
К сожалению, фосфорен нестабилен и быстро деградирует под воздействием кислорода, содержащегося в воздухе. Для повышения его стабильности, ученые производят фторирование.
В красноярском СФУ разобрались с механизмом этого процесса, показав, что в системе PF характерная координация равна 3 или 5 (3 или 5 атомов фтора на 1 атом фосфора). Выявлен "механизм" по которому атомы фтора должны крепиться к поверхности фосфорена с тем, чтобы получить более стабильные соединения, устойчивые к окислению.
Как ожидается, в перспективе это позволит использовать фторированный фосфорен в различных оптоэлектронных устройствах - транзисторах, светодиодах, фотосенсорах, гибкой электронике, фотовольтаике и т.п.  baikal24.ru 

Перовскит с органическим акцептором, Нидерланды + Сингапур

2019.11.19 Ученые Гронингенского университета, Нидерланды, и Наньянского технологического университета, Сингапур, экспериментируют с комбинацией перовскита с органическим акцептором так называемых "горячих электронов". 
Такой подход, как ожидается, позволит задействовать в производстве электричества в том числе и избыточную энергию фотонов.
В традиционных фотобатареях к.п.д. не слишком велик потому, что фотоны с недостаточной энергией проходят через материал фотоэлектрической панели без поглощения, и, напротив, энергия более высокочастотных фотонов рассеивается без пользы, переходя в тепло. Электрическую энергию дают только фотоны со строго определенным объемом энергии.
Решение проблемы видится в переходе к использованию материала, который обладает так называемой расширенной запрещенной зоной (разницей в энергиях между самой высокой занятой и самой низкой свободной молекулярными орбиталями).
Ученые нашли материал, который по их мнению, в значительной степени отвечает подобным требованиям. Это комбинация гибридного органического/неорганического перовскита и органического материала с широкой запрещенной зоной - батофенантропина (bphen). bphen успешно поглощает "горячие электроны" из перовскитного полупроводника, без необходимости в каких-либо иных ухищрениях.
Следующий шаг, который ученые намерены осуществить, это конструирование практического устройства, которое позволит доказать возможность практического применения обнаруженного эффекта.
Источник: ko.com.ua 

Безсвинцовый гибридный слоеный материал - комбинация органики и неорганики, США

2019.11.18 В Университете Пердью (Purdue University) группа исследователей под руководством профессора Доу Лэтяня (Letian Dou) разработали гибридный слоеный материал из органических и неорганических компонентов. Он не содержит свинца и отличается повышенной стабильностью. Перспективно его использование для фотовольтаики. Подробнее mforum.ru . 

Перовскиты и двумерные структуры карбида титана / максены, Россия и Италия, 20.64%

2019.09.16 В НИТУ МИСиС, Россия, и Университете Tor Vergata, Милан, Италия, обнаружили, что добавление (допирование) двумерных структур карбида титана (максенов) в фотоэлемент на базе перовскита повышает его эффективность до 20,64%.
Максены позволяют вести "тонкую настройку" поверхностных свойств перовскита. Были испытаны конфигурации с внедрением максенов в фотопоглощающий перовскитный слой, в электронно-транспортный слой диоксида титана, а также на «интерфейс» между ними.
Выявлено, что эффект ярче всего проявляется тогда, когда максены добавлены во все слои (фотопоглощающий слой перовскита, в электронно-транспортный слой диоксида титана, а также на интерфейс между ними). Эксперименты подтвердило также моделирование полученных структур. Результаты исследования опубликованы в Nature Materials nature.com 

Перовскиты, США

2019.09.16 Ученые Политехнического института Ренсселера (ПИР), под руководством Цзян Ши, выяснили, что уменьшение плотности дефектов (кристаллических дислокаций) в перовскитах может существенно повысить производительность. Уменьшение плотности дислокаций более, чем на порядок приводит к увеличению времени жизни электрона в 4 раза. / nature.com  

Прямолинейные интерфейсы доменов TMDC, Япония

2019.07.02 Японские ученые научились формировать прямолинейные интерфейсы доменов TMDC. Японцы использовали для создания 2D-гетероструктур метод осаждения из паровой фазы. Проблемой было создание плоского интерфейса между различными доменами. Японцы создавали полосы разных TMDC на краях существующих доменов. За счет оптимизации скорости роста, они научились выращивать гетероструктуры с четко выраженными областями и атомарно прямыми краями.
Возможность формирования плоских прямолинейных интерфейсов позволяет контролировать перемещение электронов и резистивность, а также оптические свойства материалов. Это позволяет надеяться на то, что такие материалы можно будет задействовать в вычислительных системах, где вместо электронов используются фотоны (что обещает ускорение работы процессоров в разы), а также создавать запоминающие устройства с низким энергопотреблением, более энергоэффективные светодиоды, лазеры и ячейки для фотовольтаики. Подробнее: abloud.blogspot.com   

Перовскиты галогенидные, Россия

2019.06.13 Перовскиты. В НИТУ МИСиС и университете ИТМО создали экспериментальный прототип тонкопленочного фотоэлектронного прибора на базе гибридного полупроводника - галогенидного перовскита. Созданный прототип может работать и как солнечный элемент, и как светодиод.|
Режим работы прототипа зависит от подаваемого на него напряжения. До 1 В - солнечный элемент, более 2 В - включается режим светодиода.
Перовскитами, напомню, называют класс минералов, например, титанат стронция, с высокими диэлектрическими свойствами, что позволяет отказаться от диоксида кремния и в 3-4 раза снизить толщину транзисторов и, соответственно, снизить ток утечки, повысив плотность транзисторов на чипе, с соответствующим уменьшением энергопотребления.
Галогенидные перовскиты пробуют использовать в фотовольтаике для создания высокоэффективных солнечных элементов (с кпд до 24%) и светодиодов (с кпд до 20%), в перспективе от материала ожидают возможности выпускать на его основе фотодетекторы, светодиоды, лазеры и дисплеи.
Источник: russianelectronics.ru 

Атомарные слои полупроводников и экситонные эффекты, США

2018.10.12 Исследователи Политехнического института Ренсселера (штат Нью-Йорк) провели исследование взаимодействия света с атомарными слоями полупроводников в рамках изучения экситонных явлений. Результаты этих исследований могут быть полезны для фотовольтаики, разработок новых типов лазеров и квантовых сенсоров. ko.com.ua 

Халькогениды на основе висмута, Япония

2018.10.01 Прогресс в области полупроводников на основе висмута. Сейчас в мире идет активный поиск материалов, которые можно было бы использовать в фотовольтаике. Этот поиск осложняется тем, что мало найти материал сам по себе, требуется еще разработать оптимальный процесс формирования пленок этого материала, а этот процесс порой занимает годы.
Исследователи в Университете Осаки разработали двухшаговый процесс производства оптоэлектронных материалов с хорошими морфологическими свойствами, а также с великолепными фоторезистивными характеристиками. Эти исследования опубликованы в Journal of Physical Chemistry Letters.
Bi2S3 относится к классу материалов, известных как халькогениды металлов, которые многообещающе выглядят с точки зрения перспектив использования их оптических и электронных свойств. В то же время качество функционирования фоточувствительных устройств на базе Bi2S3 во многом определяется методом, используемым в производстве пленки, в частности, многие из выявленных интересных качеств демпфируются низкой кристалличностью пленки. И даже если удается повысить степень ее кристалличности, зернистость может оказывать негативный эффект на качество работы кристалла, поэтому предпочтительны пленки с малой шероховатостью поверхности, но большим размером зерен.
По итогам краткого исследования более 200 различных материалов, было выявлено, что Bi2S3, это менее дорогой и менее токсичный материал, нежели те неорганические материалы (типа галогенидных первовскитов), которые сейчас применяются в фотовольтаике, при этом его можно обрабатывать так, чтобы не испортить его великолепные фотоэлектрические свойства.
Японские ученые разработали метод формирования двухслойной пленки в результате применения двухстадийного процесса - использование раствора (solution spin-coating), а затем кристаллизация. Кстати, этот процесс можно будет использовать для работы и с другими металл-сульфидными полупроводниковыми материалами. | compoundsemiconductor.net 

  

Подписывайтесь на Telegram-канал, посвященный микроэлектронике 

подписывайтесь: на Facebook-страницу, посвященную микроэлектронике

+ +

© Алексей Бойко, MForum.ru


Публикации по теме:

03.04.2025. И вновь о связи вдоль автодорог – проблема присоединений

22.06.2024. В Германии произведен тандемный фотовольтаический модуль большого размера с высокой эффективностью

02.10.2018. Прогресс в области полупроводников на основе висмута

21.02.2018. Органическая электроника



Поиск по сайту:


Колонка редактора

22.10. Samsung Electro-Mechanics получила инвестиции в размере $2,8 млрд от американских производителей электроники

22.10. Компания Texas Instruments прогнозирует выручку за 4q2026 выше ожиданий аналитиков

22.10. Samsung и SK Hynix модернизируют свои предприятия в Китае

22.10. «Аквариус» выходит на рынок Wi-Fi оборудования и ПО корпоративных беспроводных сетей

22.10. Speedcast и Soya IT Marine Solutions успешно завершили масштабную модернизацию цифровой связи на 41 судне типа RoRo

22.10. РКН поделилось данными о числе РЭС 5G в России

22.10. МТС отмечает рост спроса на видеонаблюдение на Ставрополье

22.10. МТС усилила сеть в Шимановске Амурской области

22.10. НИИМА «Прогресс» подал иск к Минпромторгу

21.10. Билайн и Binrobi предложат абонентам услуги связи, не требующие платежей

21.10. SpaceX показала улучшение финансовых показателей и готовится к запуску услуг D2D в начале 2028 года

21.10. T2 перевел в режим поддержки 5G 4093 объекта – данные РКН

21.10. Xona делает шаг к собственной навигационной сети: шесть спутников Pulsar выведены на LEO орбиту

21.10. МТС начала предоставлять услуги 5G 2100 МГц в отдельных районах Иркутска

21.10. Представители отрасли предлагают "откатить" ужесточение параллельного импорта

Все статьи >>


Новости

22.10. iPhone 18 получит новый дизайн камеры

22.10. Redmi Band 4 представлен в Китае – 21 день автономности и 5ATM за 169 юаней

22.10. Появились данные о Huawei Mate X8 – запуск в ноябре и новый чип Kirin

21.10. Coolpad Cool X Wide – первый широкоформатный смартфон бренда

21.10. Утечка об Oppo Reno X указывает на батарею 8000 мАч и двойную 200-МП камеру

21.10. Doogee Note60 W – широкоформатный смартфон в стиле Huawei Pura X View

20.10. HMD Vibe 2 Max раскрыт в утечке: 108 МП, 120 Гц и батарея 6000 мАч

20.10. Redmi K100 с батареей 10 000 мАч и Snapdragon 8 Elite выйдет 28 октября

20.10. Samsung Galaxy F70 5G с Exynos 1330 и 120 Гц оценен за 19 999 рупий

20.10. Apple работает над новым iPad mini – в базе регулятора появился чехол Smart Folio

19.10. Раскрыта емкость батареи Moto G47 Power

19.10. Tecno представила Spark 50s и Spark 50C – две новые модели с 120 Гц

19.10. OnePlus Ace 7 и Ace 7 Pro получат 200-МП камеры и перископ

19.10. Samsung может вернуть Exynos 2700 в Galaxy S27 Ultra из-за перегрева Snapdragon

16.10. Появились первые утечки о камерах Samsung Galaxy A58

16.10. HMD планирует уйти с некоторых рынков и сократить глобальное производство

16.10. Samsung начинает распространять обновление One UI 9 для Galaxy A27 и A37

16.10. Раскрыты подробности о 2K 185 Гц дисплее и игровых функциях iQOO Neo12

15.10. itel City 300 5G – 5G-смартфон с экраном 120 Гц за 14 999 рупий

15.10. Раскрыт список совместимых устройств и график обновления до Nothing OS 5.0