Исследование ученых повысит эффективность материалов для солнечных батарей

Ученые из Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета имени В. И. Ленина «ЛЭТИ» и Алферовского университета синтезировали многослойный наноразмерный материал, который в будущем может стать основой для высокоэффективных солнечных элементов, сообщили в «ЛЭТИ».

«Мы синтезировали микрокристаллические многослойные структуры из фосфида галлия (GaP) на кремниевой подложке, для создания упорядоченной структуры использовался метод атомно-слоевого осаждения. Характеристики полученных композитов дают нам выигрыш в несколько процентов КПД в способности преобразовывать энергию в сравнении с аналогичными материалами — это достаточно весомый результат по меркам фотовольтаики», — рассказывает профессор кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», ведущий научный сотрудник лаборатории возобновляемых источников энергии Алферовского университета Александр Гудовских.

В качестве подложки для материала ученые использовали кремний с дырочным типом проводимости — оказалось, что синтезированные на его основе композиты получаются более стойкими к различным агрессивным средам, например, к условиям космоса. Затем подложка была помещена в специальную камеру, из которой откачали воздух для создания вакуума. После этого в камеру при температуре до 400 градусов последовательно подавались газовые смеси, содержащие атомы галлия и фосфора.

Изучение основных характеристик полученного многослойного материала, в частности, его проводимости, дефектов различных слоев, концентрации носителей заряда, проводилось при помощи таких методов, как спектроскопия полной проводимости, нестационарная спектроскопия глубоких уровней и метода вольт-фарадного профилирования.

«Данное исследование является одним из «кирпичиков» на пути нашего строительства нового более эффективного и прочного класса элементов для солнечной энергетики. Конечно, на основе созданных материалов мы уже получили только первые прототипы солнечных элементов. Однако главная задача — прийти к созданию конкретного прибора, который можно было бы внедрить в промышленное производство солнечных элементов», — поясняет Александр Гудовских.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.