Ученые Новосибирского госуниверситета разработали антиотражающие покрытия с необычными свойствами, которые повысят эффективность солнечных элементов при накоплении энергии, сообщили РИА Новости в четверг в НГУ.
«Ученые НГУ разработали антиотражающие покрытия со свойствами метаповерхностей. Данная разработка повысит эффективность тонкопленочных солнечных элементов и фотодетекторов», — рассказали в вузе.
В университете пояснили, что антиотражающие покрытия из нанодисков германия в слое оксида индий-олова, обладающие свойствами метаповерхностей с особыми оптическими свойствами создали сотрудники аналитического и технологического исследовательского центра «Высокие технологии и наноструктурируемые материалы» физфака НГУ (АТИЦ ФФ НГУ). Такие поверхности используются в фотоэлектронных преобразователях, например, в солнечных элементах и фотодетекторах.
«
«Обычно метаповерхности (поверхностные слои материала, обладающие необычными свойствами, которые не встречаются в природе – ред.) создаются в виде покрытий из наночастиц металла или диэлектрика. Нами в качестве диэлектрика использовался германий, который обладает большим показателем преломления, что является принципиально важным. Покрытия из наночастиц германия служат не только как антиотражающие, но, что более важно, изменяют направление проходящего света, направляя его значительную часть вдоль поверхности и под малыми углами к ней», — рассказал ведущий научный сотрудник АТИЦ ФФ НГУ Александр Шкляев.
Ученые изготовили образцы с такими покрытиями и впервые количественно исследовали направления распространения рассеянного света. Выяснилось, что вдоль поверхностных слоев подложки распространяется около 10% падающего света, а под малыми углами к поверхности около 30-40%. Покрытия с такими свойствами могут существенно повысить эффективность тонкопленочных фотоэлектронных преобразователей. При использовании традиционных покрытий в виде сплошных диэлектрических плёнок проходящий через них свет практически не изменяет направление своего распространения, и значительная его часть проходит через них без поглощения. Если же свет изменит направление и станет двигаться вдоль слоев, вероятность его поглощения возрастает.
«
«В фотодетекторах возможность увеличения количества свободных носителей тока при одинаковой дозе облучения увеличивает их чувствительность, тогда как в солнечных элементах это приводит к большему накоплению электрического заряда на электродах. Антиотражающие покрытия из компактных диэлектрических частиц не закрывают поверхность полностью, оставляя её большую часть открытой. Такая форма указывает на их перспективность и для использования в фотохимии», — сообщили в НГУ.
Теперь ученым предстоит показать на конкретных примерах солнечных элементов и фотодетекторов, что применение новых антиотражающих покрытий действительно приводит к улучшению характеристик устройств.
Обсуждение