Произведен прорыв в увеличении эффективности солнечных батарей

Знаете ли вы, что кристаллы формируют основу света автомобильных фар?

И что они могут быть фундаментальными для будущего технологии солнечной энергии?

Кристаллы лежат в основе диодов. Не те, что можно найти в кварце, сформированном естественным образом, а те кристаллы, что формируют сплавы, такие как нитрид индия галлия или InGaN. Этот сплав формирует область светового излучения, для освещения в видимом диапазоне, и лазерных светодиодов в синем-ультрафиолетовом диапазоне.

Исследование по теме создания лучших кристаллов, с высокой прозрачностью, эффективностью светоизлучения, и яркостью, находится в фокусе ученых из университета штата Аризона — Алека Фишера и докторанта Йонг Вей.

В статье, опубликованной в издании Applied Physics Letters учеными в сотрудничестве с Аланом Дулитлом из Технологического института Джорджии, показан фундаментальный аспект нового подхода к выращиванию кристаллов нитрида индия галлия для диодов, что поможет преодолеть ограничения эффективности технологии фотогальванических солнечных батарей.

Кристаллы InGaN выращиваются в виде слоев на сапфировой подложке. Обычно ученые видят, что атомное разделение слоев меняется; состояние, способное привести к высоким уровням напряжения, проблемам роста и изменениям химического состава сплава.

«Весьма важно и желательно суметь ослабить напряжение и увеличить однородность состава нитрида индия галлия», отметили ученые, „но это труднодостижимо. Рост этих слоев подобен попытке гладкого совмещения двух сот с разными размерами ячеек, где из-за разницы размера разрушается упорядоченность ячеек“.

Авторы исследования разработали подход, в котором для достижения желаемого состава сплава была введена пульсация молекул. Этот метод получил название металлмодулированной эпитаксии. «Эта технология делает возможным послойный рост материала», отметили исследователи.

Анализ атомной упорядоченности и яркости на наномасштабном уровне был выполнен Фишером и Вей. Результаты показали, что пленки, выращенные с применением эпитаксии, имеют почти идеальные характеристики, и выявили неожиданные результаты в результате ослабления напряжения на первом атомном слое роста кристаллов.

28.10.2013