Новый полупроводник может повысить эффективность солнечных батарей

Учёные из Оксфордского университета и Уханьского университета обнаружили полупроводник на основе сульфида висмута, который теряет заряды на 75% медленнее обычных материалов с таким же поглощением света

Полупроводники в солнечных батареях поглощают солнечный свет и высвобождают электроны, создавая электрический ток. Но материалы, которые хорошо поглощают свет, часто быстро теряют заряды — это снижает эффективность. Новое вещество обходит это ограничение благодаря необычному расположению энергетических уровней.

Исследователи воздействовали на тонкие плёнки сульфида висмута короткими лазерными импульсами и измеряли скорость потери зарядов с помощью сверхбыстрой терагерцовой спектроскопии. Измерения проводили при температурах от комнатной до близкой к абсолютному нулю. Расчёты электронной структуры показали, что материал поглощает свет по одному сильному пути между энергетическими уровнями, а потери зарядов происходят по другому, более слабому пути — это создаёт своего рода «резервуар», замедляющий потерю зарядов.

Эксперименты подтвердили, что в сульфиде висмута заряды теряются на 75% медленнее, чем в обычных материалах с таким же уровнем поглощения света. Кроме того, раз заряды сохраняются дольше, у химических реакций, превращающих энергию солнечного света в топливо, может оказаться больше времени.

Расчёты показывают, что можно найти и другие материалы с аналогичными свойствами — например, путём анализа баз данных или целенаправленного конструирования веществ.

Ранее по теме: Органические солнечные элементы стали эффективнее и долговечнее

Источник: EurekAlert!