​Российские, немецкие и белорусские ученые обнаружили аномально высокую способность оксисульфида висмута превращать энергию солнечного света в электричество.

Чтобы свет превратился в электричество, фотоны должны столкнуться с материалом поверхности солнечных батарей и выбить из него электроны, которые затем направляются на электроды. В разных материалах этот процесс протекает с разной эффективностью, и ученые постоянно ищут новые, более совершенные.

"Действуя методом проб и ошибок, мы испытываем различные материалы", - говорит профессор Университета ИТМО Екатерина Скорб, которую цитирует пресс-служба Российского научного фонда, поддержавшего исследования.

Екатерина Скорб и ее соавторы работали с одним из самых перспективных таких материалов, наноструктурированным оксисульфидом висмута (Bi4O4S3). Его пленки недороги, нетоксичны и подходят для использования на массивных панелях. Физики показали, что ширина запрещенной зоны у оксисульфида висмута составляет всего лишь 1,38 эВ, что делает его эффективным фотокатализатором, способным эффективно преобразовывать в ток энергию фотонов видимого света (2−3 эВ).

В экспериментах с фотовосстановлением частиц [Fe(CN)6_]3 _− ученые продемонстрировали, что квантовая эффективность преобразования (число носителей заряда, которое создает один попавший на материал фотон) в пленке Bi4O4S3 достигает 2500 процентов. Авторы предполагают, что эта гигантская эффективность связана со снижением сопротивления пленки Bi4O4S3 при освещении.

Найденные свойства делают оксисульфид висмута многообещающим материалом для создания фотоэлементов нового поколения. "Сам эффект настолько интересный, что редакция журнала Advanced Materials поместила изображение из статьи на обложку номера, - добавила Екатерина Скорб. - По значимости оно, возможно, сопоставимо с перовскитными ячейками". Результаты представлены в журнале Advanced Materials.

Ранее ученые Института физики полупроводников имени Ржанова и компании "Экран ФЭП" создали вакуумные светодиоды, позволяющие повысить эффективность солнечных батарей на Земле и в космосе.

Похожие новости

  • 01/03/2018

    Исследования группы российских ученых помогут при изучении новых полимерных материалов

    ​Ученые из Института ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и  Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН (НТЦУП РАН), подведомственных ФАНО России, совместно с коллегами из Российского университета дружбы народов (РУДН) провели серию экспериментов по исследованию термостимулированных поверхностных плазмон-поляритонов (ТППП).
    576
  • 22/08/2018

    Учеными впервые запечатлены флуктуации при квантовом фазовом переходе

    Физики впервые смогли напрямую зафиксировать локальную динамику системы, которая совершает квантовый фазовый переход, — аналог таких процессов, как конденсация и кристаллизация. В результате ученые пронаблюдали квантовый аналог пузырей пара, которые появляются в воде во время кипения.
    335
  • 02/02/2018

    Алексей Шулунов: радиофотоника - одно из важнейших направлений электроники

    ​До второго десятилетия нынешнего века в промышленности планеты прошли и ныне проводятся три направления развитии - пара, электрона, атома. "В настоящее время в мире идет переход на четвертый уровень, основывающийся на технологиях фотона, - отметил известный руководитель отечественной оборонной промышленности, руководитель рабочей группы № 19 Научно-технического совета Военно-промышленной комиссии при правительстве РФ, академик МАИ Алексей Шулунов, - эти технологии используют свойства фотонов, частиц, не имеющих массы покоя и заряда, что позволяет преодолеть принципиальные физические ограничения "классической" электроники.
    1594
  • 29/08/2018

    В Новосибирске обсудили перспективы развития технологической кооперации науки и производства

    ​Заседание Совета главных инженеров предприятий Сибирского федерального округа на VI Международном форуме и выставке технологического развития "Технопром-2018" было посвящено перспективам развития технологической кооперации науки и производства.
    300
  • 22/12/2017

    Новосибирские физики сконструируют для лунной базы солнечные батареи

    ​Освоение других планет - давняя мечта человечества. Но ее невозможно реализовать, не решив энергетическую проблему. Новосибирские физики предложили способ усовершенствовать солнечные батареи для работы в космосе.
    559
  • 25/07/2016

    Новосибирские учёные разрабатывают лазеры в зелёном диапазоне

    ​Сотрудники Института физики полупроводников СО РАН и лаборатории молекулярной фотоники НГУ занимаются одним из самых актуальных на сегодня направлений в области лазерных технологий — созданием зелёных светодиодов и лазерных диодов (за синие светодиоды в 2014 году ученые из Японии и США получили Нобелевскую премию).
    1301
  • 01/11/2018

    В каких областях возможно применение квантовых точек

    ​До недавнего времени широкое промышленное применение квантовых точек оставалось теорией, но в последние годы ситуация поменялась: коммерческий рынок продукции с использованием этих наночастиц — как экспериментальных образцов, так и массовых изделий — стремительно растет, а ученые открывают всё новые и новые практические приложения КТ-технологии.
    198
  • 30/08/2016

    В Новосибирске создали быструю флешку на основе мультиграфена

    Согласно результатам, полученным учеными из Института физики полупроводников им. А.В. Ржанова СО РАН, флеш-память с использованием мультиграфена по быстродействию и времени хранения информации может превосходить аналоги, основанные на других материалах.
    1498
  • 22/05/2015

    Электрон похудел

    В новосибирском Академгородке получен уникальный материалСАМЫЙ обычный, известный из школьного курса физики электрон преподнес сюрприз: он вдруг потерял массу. Точнее, он движется так, словно ее нет.
    1608
  • 05/12/2018

    Автоматика для цехов и проспектов

    ​В Институте автоматики и электрометрии (ИАиЭ) СО РАН прошло совещание по вопросам внедрения разработок института в реальном секторе экономики. Организатором мероприятия выступил департамент промышленности, инноваций и предпринимательства мэрии Новосибирска.
    200