Способы повышения эффективности преобразования энергии солнечных батарей

Солнечные батареи являются привлекательными кандидатами для чистых и возобновляемых источников энергии; с миниатюризацией они могут также служить в качестве интегрированных источников питания для наноэлектронных систем. Использование наноструктур или наноструктурированных материалов представляет собой общий подход к снижению как расхода и размера, так и для повышения эффективности солнечных батарей. Кремниевые нанопровода были использованы для улучшения эффективности сбора заряда в полимерной смеси в солнечных элементах, чтобы продемонстрировать увеличение носителей и включить низкотемпературную обработку фотоэлектрических устройств. В современной фотоэнергетике особое внимание уделяется разработке дешевых высокоэффективных тонкопленочных солнечных элементов (ТПСЭ), которые в будущем смогут заменить монокристаллическиекремниевые элементы.

В данной работе рассматриваются способы повышения эффективности преобразования энергии солнечных батарей, в основе которых лежат нанопроводящие структуры.

Первый способ - использование коаксиальных кремниевых нанопроводов. Недавние теоретические исследования показали ( Bozhi Tian, Xiaolin Zheng, Thomas J. Kempa, Ying Fang, Nanfang Yu, Guihua Yu, Jinlin Huang & Charles M. Lieber Coaxial silicon nanowires as solar cells and nanoelectronic power sources), что коаксиальные структуры нанопровода могут улучшить сбор носителей заряда.

Второй способ - использование естественной пористой пленки одностенной кремниевой нанотрубки. Основная суть - пленка ОНТ  используется в качестве затвора электрода для большой площади поверхности, которая позволяет избежать ограничения накопления заряда в пленке перехода, ограниченной серией емкостного сопротивления стробирования электрода. В итоге данные устройства обладают эффективностью мощности преобразования ~8,5% .

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Орлова М.Н.