- Новая статья: Система жидкостного охлаждения... (586)
- Новый смартфон Samsung за 120 долларов.... (519)
- Microsoft создала квантовый чип Majorana 1:... (621)
- Создатель Monopoly Go нацелился на покупку... (615)
- iPhone 16e оказался лучшим 6,1-дюймовым... (590)
- Как в шпионском кино: китайцы построили... (527)
- Эра красных iPhone подошла к концу — Apple... (590)
- Google выпустила для iOS аналог визуального... (542)
- Российские астрономы обнаружили редкую... (511)
- «Бесконечно благодарны вам за участие в этом... (580)
- Пока видеокарты GeForce отсутствуют либо... (572)
- Если хочется GeForce RTX 50, но максимально... (559)
- Учёные «просветили стену» из титана в... (470)
- GeForce RTX 5090 оказалась в семь раз слабее... (557)
- 800 л.с., рама и полный привод. Опубликованы... (560)
- Tesla строит первую общедоступную зарядную... (488)
Учёные обнаружили секрет более эффективного туннелирования электронов в солнечных элементах
Дата: 2024-09-25 17:01
Недавнее исследование, опубликованное в журнале Journal of Photonics for Energy, открывает новые возможности для создания более эффективных солнечных элементов с горячим носителем, которые могут превзойти предел эффективности Шокли-Квайссера. Исследователи изучили состояния и их влияние на туннелирование электронов с помощью эмпирического метода псевдопотенциала, который позволяет глубже понять процесс туннелирования и может проложить путь к созданию более эффективных солнечных элементов.
Предел эффективности Шокли-Квайссера — это теоретический предел эффективности солнечных элементов, составляющий около 33,7% для солнечных элементов, работающих при комнатной температуре, который определяет максимальную эффективность преобразования солнечного излучения в электрическую энергию и является фундаментальным ограничением для солнечных элементов, которое не может быть превышено с помощью традиционных методов, но может быть улучшено с помощью новых материалов и технологий.

Солнечные элементы с горячим носителем представляют собой концепцию, которая была предложена несколько десятилетий назад и долгое время рассматривалась как потенциальный прорыв в технологии солнечной энергетики. Однако практическая реализация столкнулась со значительными трудностями, особенно в управлении быстрым извлечением горячих электронов через материальные интерфейсы.
Недавние исследования были сосредоточены на использовании дополнительных энергетических уровней в зоне проводимости для временного хранения горячих электронов перед сбором. Однако эксперименты выявили паразитный барьер на гетероструктурном интерфейсе между поглощающим и экстракционным слоями, который усложняет процесс передачи. Этот барьер усложняет процесс передачи, который происходит в реальном пространстве, а не в импульсном пространстве. Когда энергетические зоны двух материалов не идеально выровнены, электроны могут обойти этот барьер посредством туннелирования, процесса, на который влияют сложные зонные структуры.
Исследователи изучили эти состояния и их влияние на туннелирование электронов с помощью эмпирического метода псевдопотенциала, который вычисляет энергетические зоны в импульсном пространстве и сопоставляет их с экспериментальными данными по критическим точкам. Этот подход позволяет глубже понять физику, которая позволяет извлекать горячие носители между состояниями долин носителей и через гетероинтерфейсы.

Результаты исследования показали, что коэффициент туннелирования, который измеряет лёгкость, с которой электроны могут проходить через барьер, экспоненциально велик в структурах индий-алюминий-арсенид (InAlAs) и индий-галлий-арсенид (InGaAs) из-за несоответствия энергетических зон этих двух материалов. Однако ситуация значительно улучшается в системе, включающей материалы AlGaAs и арсенид галлия (GaAs), в которой алюминиевый состав в барьере создает вырождение в дополнительных энергетических уровнях с более низкой энергией.
Коэффициент туннелирования для переноса электронов между AlGaAs и GaAs может достигать 0,5 или даже 0,88, в зависимости от конкретного состава используемого AlGaAs. Это предполагает гораздо более эффективный процесс переноса и потенциал для использования фотоэлектрических элементов долин и реализации солнечных элементов за пределами текущих ограничений одной запрещённой зоны.
В транзисторах с высокой подвижностью электронов, изготовленных из AlGaAs/GaAs, электроны обычно перемещаются из AlGaAs в GaAs. Однако горячие носители в GaAs могут получить достаточно энергии для перехода обратно в AlGaAs, — процесс, известный как перенос в реальном пространстве. Хотя это обычно нежелательно в транзисторах, это полезно для фотоэлектрических элементов, где эффективная передача и хранение горячих носителей имеет решающее значение.
По словам исследователей, «результаты этого исследования могут проложить путь к созданию более эффективных солнечных элементов с горячим носителем, которые могут превзойти предел эффективности Шокли-Квайссера».
Подробнее на iXBT
Предыдущие новости
Мобильный Gmail обзавёлся синей галочкой подтвержденного отправителя
Синие галочки, которые Google ввела для проверки отправителей писем в Gmail в прошлом году, теперь появились в приложениях для Android и iOS. Иллюстрация: Google Как поясняют в компании, если рядом с письмом в Gmail есть голубой значок, это означает, что подлинность владельца корпоративного адреса и фирменного логотипа проверили. Письма с подтвержденным отправителем проходят...
Microsoft представила ИИ-инструмент для защиты ИИ от галлюцинаций и ошибок
Microsoft представила новую функцию Content Safety в облачной инфраструктуре Azure — она направлена на борьбу со сбоями в работе генеративного искусственного интеллекта. Функция автоматически обнаруживает и даже исправляет ошибки в ответах моделей ИИ. Источник изображения:...
«Плеер.ру» перестал работать — это один из старейших отечественных интернет-магазинов электроники
Торгующий электроникой интернет-магазин «Плеер.ру», один из старейших в России, перестал работать, обратило внимание издание Shopper’s. На сайте появилось сообщение: «По техническим причинам магазин и отдел клиентской поддержки не работают», а контактные телефоны перестали отвечать. Источник изображения:...
Бывшая девушка Бэнкмана-Фрида за работу на FTX получила 2 года тюрьмы — ей грозил срок до 110 лет
В рамках громкого судебного разбирательства по делу о крахе криптовалютной биржи FTX бывший исполнительный директор Кэролайн Эллисон (Caroline Ellison) была приговорена к двум годам тюремного заключения. Несмотря на активное сотрудничество со следствием судья Льюис Каплан (Lewis Kaplan) счёл необходимым назначить реальный срок за участие в хищении $8 млрд клиентских...