Ученые из Уорикского университета (University of Warwick) сообщили об обнаружении ими совершенного нового вида фотогальванического эффекта, который получил название "flexo-photovoltaics". Для создания этого эффекта необходимо взять обычный кристалл кремния и поразить поверхность этого материала чем-нибудь необычайно твердым и острым. А дальнейшие исследования этой разновидности эффекта откроет путь к созданию нового метода преобразования энергии, который может лечь в основу, к примеру, высокоэффективных солнечных батарей.
Современные солнечные батареи, как правило, изготавливаются из кремния, внутри которого устроено множество полупроводниковых p-n переходов, создающих в материале неравномерное электрическое поле. Каждый такой переход, представляющий собой границу областей, наполненных носителями отрицательного электрического заряда (электронами) и положительного заряда (электронными дырками), поглощает фотон света, образуется пара - электрон и дырка, что создает электрический потенциал. У таких солнечных батарей имеется один недостаток - их максимальная эффективность ограничена законами физики, она не может превышать 33,7 процента.
Но у нового фотогальванического эффекта нет подобных ограничений. Единственным ограничением в данном случае является то, что новый эффект возникает лишь в случае использования материалов, не обладающих так называемой центральной симметрией их структуры.
В своей работе исследователи использовали "грубую силу", они взяли и с достаточно большим усилием ударили наконечником атомно-силового микроскопа в поверхность кристалла. Возникшее механическое напряжение было настолько большим, что оно нарушило центральную симметрию структуры кристалла, и на его поверхности начали проявляться новые фотогальванические эффекты. Такой подход сработал по отношению к кристаллам различного типа: титаната стронция, оксида титана и кремния. "У нового фотогальванического эффекта не имеется никаких термодинамических пределов из-за того, что он не основан на использовании полупроводникового p-n перехода" - пишут исследователи.
Пока еще рано говорить о значении, которое будут иметь солнечные батареи на основе нового эффекта. Ориентировочный ответ на этот вопрос могут дать лишь дальнейшие эксперименты и исследования в данном направлении. Кроме этого и со стороны практической реализации имеется масса вопросов.
"Мы видим нечто вроде матрицы микроскопических шипов, нажимающих на поверхность элемента обычной солнечной батареи" - пишут исследователи, - "Это самый простой и понятный способ, но его вряд ли можно отнести к разряду дешевого и разумного решения. Другим вариантом является создание в структуре кремния дефектов, создающих необходимое механическое напряжение, но тогда возникнут вопросы, связанные с надежностью и долговечностью таких солнечных батарей".
И в заключение следует отметить, что ученые собираются продолжать работать в данном направлении, изучая особенности нового фотогальванического эффекта и изыскивая, параллельно с этим, способы, подходящие для его дальнейшего практического применения.
Источник: www.dailytechinfo.org
