О проекте   Перезентация   Каталог продукции   Новости   Статьи   Сотрудничество  
 

Индий-содержащая нанопроволока для высокоэффективных некремниевых солнечных батарей

 Главная цель разработчиков солнечных батарей - конвертировать как можно большее число длин волн солнечного света. Именно поэтому учёные активно работают с индий-галлиевым нитридом, одно из достоинств которого заключается в следующем: изменения в концентрации индия позволяют тонко подстраивать свойства материала, с тем чтобы он (совершенно верно!) абсорбировал максимум длин волн солнечного света. Полагаете, что речь дальше пойдёт о подстройке материала под предполагаемые регионы использования? Отнюдь.

Специалисты из Национальной лаборатории Сандия (США) оказались хитрее, сумев догнать сразу двух зайцев. Не нужно получать чистый материал с заранее заданным соотношением индия, лучше сразу иметь смесь. Более того, чем больше локальных вариаций окажется в данной системе, тем бóльшая часть солнечного спектра может быть абсорбирована, позволяя достигать новых рекордов эффективности солнечных батарей. Для сравнения: чистый кремний, стандарт современной фотогальванической индустрии, сильно ограничен в своих способностях «видеть» и «захватывать» различные области светового спектра.

Всё дело в самих нитридах индия и галлия. В первом случае, как недавно выяснилось, ширина запрещённой зоны меньше 1,0 эВ, а второй, напротив, является типичным представителем полупроводников с широкой запрещённой зоной. Именно поэтому, смешивая два полупроводника в разных соотношениях, можно покрыть бóльшую часть солнечного спектра. Индий-галлиевые нитриды относятся к группе так называемых III-нитридов - полупроводников с широкой запрещённой зоной (в общем случае).

После такого начала обычно следует предложение, начинающееся с «но». Так и есть, не обошлось без проблемы. Эти твёрдые растворы (или, если угодно, сплавы) обычно выращивают на тонкой плёнке из нитрида галлия. К сожалению, атомные слои нитрида галлия имеют несколько иной период кристаллической решётки, чем растущие на их поверхности атомные слои нитрида индия. Набирающее силу геометрическое несоответствие резко ограничивает как толщину создаваемого слоя, так и процент вводимого в состав твёрдого раствора индия. Таким образом, процент индия, добавляемого к нитриду галлия, расширяет границы доступного диапазона солнечных лучей и одновременно уменьшает способности материала переносить механическое напряжение.

Поиском решения этой проблемы и занялись в лаборатории Сандия, учёные которой сообщают в журнале Nanotechnology об инновационной стратегии, заключающейся в выращивании смешанного нитрида не на плоской поверхности, а на вертикально ориентированных фалангах нанопроволок нитрида галлия. Небольшая площадь поверхности последних позволяет индиевому покрытию не особенно обращать внимание на напряжение в нижних слоях, релаксируя вдоль каждой проволочки. Эта релаксация позволила создать солнечную батарею на нанопроволочках с содержанием индия на 33% большим, чем это было до сих пор возможным для солнечных батарей на III-нитридах.

Чтобы получить батарею на нанопроволоке III-нитрида, авторы работы применили сразу несколько уникальных методов. Для создания массива нанопроволочек нитрида галлия был задействован производственный процесс «сверху вниз»: подложка нитрида галлия покрывалась маской из коллоидного оксида кремния, а затем проводилось травление вглубь. В результате образовывался стройный вертикальный массив нанопроволок нитрида галлия (GaN) одинаковой длины.

После этого покрытие индий-галлиевого нитрида (InGaN) с высоким содержанием индия формировалось на поверхности нитрида галлия методом MOCVD (химического осаждения металлорганического соединения из газовой фазы). В ходе заключительного этапа на вершинах проволочек создавалось покрытие In0.02Ga0.98N, которое связало все проволочки в единый «плоскопанельный массив», что важно для практического применения этой системы в производстве конечных устройств.

Национальной лаборатории Сандия.

подписаться на рассылку


 



 
 
   
© Solar City, 2006,
Солнечные технологии,
Все права защищены.
Правила и Условия
OOO Solar Master
Узбекистан, г.Ташкент
ул. Бобура 61


посетителей сегодня: 70
посетителей всего: 353361

Solnca Studio
разработка сайта

heliotechnology solar technology Гелиотехнология Солнечная энергия солнечные батареи преобразователи энергии возобновляемые источники энергии energy source revolving ecology экология гибридный двигатель солнечные водонагреватели солнечные панели quant solar company светильники и фонари на солнечных батареях солнечный водонагреватель фонари на солнечных батареях вакуумные солнечные коллектора солнечные элементы производители вакуумные водонагреватели знаки дорожной разметки на солнечных батареях производителей фотоэлектрической продукции альтернативная энергетика казахстан китайские солнечные водонагреватели украина светильники на солнечных батареях солнечные вакуумные коллектора солнечные концентраторы солнечные панели sharp kyosera шетский ветроустановки вентилятор на солнечных батареях водонагреватели использующие энергию солнца гелиоконцентраторы зарядное устройство на солнечных батареях как сделать в домашних условиях солнечные батарейки