Альтернативная энергетика

2D-материалы могут увеличить эффективность и срок службы солнечных элементов

27 мая 2024 г. в 13:40

Использование двумерных материалов в качестве барьерного слоя увеличит срок службы и эффективность солнечных элементов. К такому выводу пришли ученые из Уфимского университета науки и технологий на основе исследования, результаты которого были опубликованы в журналах Physical Chemistry, Chemical Physics и Nanoscale.

Барьерный слой солнечных элементов разделяет материалы, которые проводят электрический ток в солнечных элементах, защищая их от негативного воздействия кислорода, воды и химических веществ. Для создания барьерных слоев производители солнечных элементов используют тройные (3D) нитриды, которые содержат три компонента: азот и два металла. Альтернативой трехмерным соединениям является использование химически активных 2D-форм, которые часто обладают более высокой подвижностью электронов (носителей заряда). Подвижность электронов отражает способность материала проводить электрический ток: чем она выше, тем эффективнее солнечные панели преобразуют световую энергию в электрическую.

Ученые из Уфимского университета науки и технологий определили свойства двумерных форм нитридов цинка (с ванадием, ниобием и танталом) с помощью компьютерного моделирования, после чего они использовали квантово-химические методы для описания распределения электронов в молекулах и измерили подвижность этих заряженных частиц. Подвижность электронов в двумерных соединениях оказалась в два раза выше, чем в 3D-формах. Более того, подвижность электронов в двумерном слое нитрида цинка была на том же уровне, что и самые высокие известные значения подвижности электронов в двумерных материалах.

Авторы также смоделировали взаимодействие двумерных нитридов цинка с атмосферными газами: азотом, углекислым газом, водородом, закисью азота и водяным паром. Моделирование показало, что все три соединения – с ванадием, ниобием и танталом – невосприимчивы к воздействию азота и углекислого газа, но также подвержены разложению при взаимодействии с аммиаком и оксидом азота. Двумерный нитрид цинка с танталом показал наименьшую устойчивость к воздействию аммиака и оксида азота: он оказался примерно в два раза менее стабильным, чем другие образцы. В результате солнечные элементы, использующие нитрид цинка с танталом в качестве барьерного слоя, прослужат меньше, чем те, в которых используются нитриды цинка с ванадием или ниобием.

«Исследуемые двумерные монослои обладают рядом характеристик, необходимых для их успешного использования в качестве барьерного слоя в солнечных элементах. Это включает высокую стабильность при воздействии атмосферных газов и высокую подвижность электронов. Исследование демонстрирует новые функциональные свойства наноматериалов, которые могут быть использованы для создания высокопроизводительных фотоустройств»,– цитирует Российский научный фонд руководителя проекта, кандидата физико-математических наук Андрея Кистанова.

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Публикации по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Хомутовые, манжетные, кольцевые нагреватели

Нагревательные элементы из латуни и нержавеющей стали диаметром от 25мм различной ширины и мощности. В наличии на складе в СПб. Также изготовление под заказ любого диаметра, ширины и параметрами мощности. Являются полностью изолированными и защищены от внешнего влияния, к примеру, от расплавленного материала. Очень прочные и превосходно противостоят износу и ударным нагрузкам. Подводящие провода питания нагревателя длиной 1 м защищены металлической оплеткой и имеют герметичное соединение с нагревателем. Применяются для нагрева пресс-форм, литейных форм, экструдеров, трубопроводов, клеевых машин и используются в качестве комплектующих изделий в промышленных установках и бытовых нагревательных приборах отечественного и импортного производства.
Иванов Иван · ЦЕНТР ЕВРОПЕЙСКО-АЗИАТСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ СФЕРА · 4 июня · Россия · г Санкт-Петербург
Хомутовые, манжетные, кольцевые нагреватели

ПРОДАМ: Лепестки из латуни

Лепестки для электромонтажа элементов пайкой Лепестки предназначены для монтажа элементов пайкой и применяется в различной электронной радиоаппаратуре. В зависимости от конструкции оборудования, лепестки крепятся винтом или заклёпкой. Материал: латунь Покрытие: никелированное, без покрытия Толщина: 0,5 мм (по запросу толщина может быть 0,3; 0,4 мм) Конструкция: лепестка делится на несколько типов (одно-, двух- и четырёхсторонние) В основу ассортимента положены стандарты ГОСТ 22375-77, ГОСТ 22376-77, ГОСТ 23921-79. По запросу готовы изготовить лепестки по Вашим размерам.
Мошков Игорь · ПРОМСВЯЗЬ · Сегодня · Россия · Свердловская обл
Лепестки из латуни

ПРОДАМ: NITOFLON 903 UL (Nitto Denko). НИТОФЛОН 903UL, НИТОФЛОН 923CT

NITOFLON 903 UL — Nitto Denko Япония — 100% тефлоновая электроизоляция нефтехимического эл.оборудования скотч с термостойким (от -60С до +260С) клеевым силиконовым слоем. Обладает исключительными диэлектрическими свойствами, стойкостью: к агрессивным средам, и Опт и розн. NITOFLON 903 UL (0,08*15*10) -со склада в РФ (есть) NITOFLON 903 UL (0,08*19*10) -со склада в РФ (есть) NITOFLON 903 UL (0,08*25*10) -со склада в РФ (есть) NITOFLON 903 UL (0,08*50*10) -со склада в РФ (есть) NITOFLON 903 UL (0,13*15*10) --со склада в РФ (есть) NITOFLON 903 UL (0,13*19*10) NITOFLON 903 UL (0,13*25*10) NITOFLON 903 UL (0,13*50*10) NITOFLON 923 -S (0,09*50*10) -со склада в РФ (есть) NITOFLON 923 CT (0,09*19*10) — со склада в РФ (есть) Предлагаем также: Nitoflon 973UL-S Доставка по РФ Доставка по ЕАЭС
Ельцов Виталий · SOTEX · 8 июня · Россия
NITOFLON 903 UL (Nitto Denko). НИТОФЛОН 903UL, НИТОФЛОН 923CT

ПРОДАМ: Зажимы на DIN-рейку HLT Electric

Назначение – Используются для фиксации модульной аппаратуры, автоматических выключателей и других изделий на DIN-рейке. Область применения – Шкафы и сборки. Материалы: – Материал ограничителя (металл): оцинкованная сталь; – Материал ограничителя (пластик): негорючий ABS-пластик. Преимущества: – Надежная фиксация; – Антикоррозийное покрытие.
Отдел продаж · ФАТО ЭЛЕКТРИК · 17 июня · Россия · г Москва
Зажимы на DIN-рейку HLT Electric
ЗАО «ЗЭТО» — является одним из ведущих российских производителей электротехнического оборудования высокого, среднего и низкого напряжения, хорошо известным как в России, так и за рубежом.