Будущее полупроводников для улучшения выработки солнечной энергии

Прозрачный полупроводник на основе олова может улучшить выработку солнечной энергии. Подвижность является ключевым параметром для производительности полупроводников и связана с тем, насколько быстро и легко электроны могут перемещаться внутри вещества. Исследователи достигли самой высокой мобильности среди тонких пленок диоксида олова, о которых когда-либо сообщалось. Такая высокая мобильность может позволить инженерам создавать тонкие и даже прозрачные полупроводники на основе диоксида олова для использования в светодиодных светильниках следующего поколения, фотоэлектрических солнечных панелях или сенсорных дисплеях.

Олово и кислород являются очень знакомыми элементами, и при определенном объединении в диоксид олова материал можно превратить в полупроводник. Полупроводники являются основой большинства наших технологий и являются основой компьютерных чипов, солнечных батарей и многого другого. С 1960-х годов диоксид олова нашел применение в промышленности, например, в газовых сенсорах и прозрачных электродах для солнечных устройств. Материал эффективен для этих вещей благодаря своей высокой мобильности. Для большинства приложений чем выше, тем лучше. Однако высокая подвижность оксида олова существовала только в больших объемных кристаллах до настоящего времени.

“Мы продемонстрировали самую высокую мобильность в тонкой пленке оксида олова, когда-либо достигнутой. Улучшенная мобильность не только повышает проводимость, но также и прозрачность материала”, – сказал Шоичиро Накао, исследователь из химического факультета Токийского университета. – “Как правило, прозрачность и проводимость не могут сосуществовать в материале. Типичные прозрачные материалы, такие как стекло или пластик, являются изоляционными, тогда как проводящие материалы, такие как металлы, непрозрачны. Немногие материалы демонстрируют прозрачную проводимость – это очень интересно!”

Чем прозрачнее полупроводник, тем больше света он может пропустить. Накао и его команда создали тонкую пленку из оксида олова, которая пропускает видимый свет и ближний инфракрасный свет. Это большое преимущество для эффективности преобразования энергии фотоэлектрических солнечных панелей, но другие области применения могут включать в себя улучшенные дисплеи с сенсорным экраном с еще более высокой точностью и отзывчивостью или более эффективные светодиодные фонари.

“Наш метод производства был ключом к созданию вещества с этими свойствами. Мы использовали лазер с высокой фокусировкой для испарения гранул чистого диоксида олова и размещения или выращивания материала именно так, как мы этого хотели”, – сказал Накао. – “Такой процесс позволяет нам исследовать различные условия роста, а также способы включения дополнительных веществ. Это означает, что мы можем наделить полупроводники на основе диоксида олова высокой мобильностью и полезной функциональностью”.

По материалам Scitechdaily