Німецькі вчені з Галле-Віттенбергського університету виявили, що впорядковане розміщення сегнетоелектричних кристалів трьох різних типів в 1000 разів покращує їх фотоелектричні властивості. У своїх експериментах дослідники використовували титанати барію, стронцію і кальцію.
Сегнетоелектрики – це кристалічні діелектрики, в яких в певному температурному діапазоні з’являється спонтанна електрична поляризація. Щоб такі матеріали могли перетворювати світло в електрику не потрібно формування в них p-n-переходу, позитивних і негативних шарів, як у звичайних напівпровідниках. Завдяки цьому сонячні панелі на основі сегнетоелектричних речовин дуже прості у виробництві.
Правда, самі по собі сегнетоелектрики погано поглинають сонячне світло і, відповідно, генерують мало електрики. Однак віддача струму багаторазово підвищується, якщо об’єднати тонкі шари такої речовини з параелектриків.
Вчені помістили титанат барію між титанатами стронцію і кальцію шляхом випаровування кристалів потужним лазерним променем і подальшого осадження речовин на підкладках. В результаті вийшов матеріал товщиною 0,1 мм, що складається з 500 шарів по 200 нм кожен.
При опроміненні світлом від лазера така конструкція видає в 1000 разів більший струм, ніж чистий титанат барію такого ж розміру. Причому її властивості практично не змінилися за 6 місяців досліджень.
«Взаємодія між шарами кристалічної решітки, мабуть, забезпечує набагато вищу діелектричну проникність, ніж в монолітному матеріалі, іншими словами, електрони можуть рухатися набагато легше при порушенні фотонами світла», – пояснює Акаш Бхатнагар.
Тепер вчені мають намір провести дослідження, які допоможуть точно встановити механізм різкого підвищення ефективності. Бхатнагар впевнений, що нова технологія зможе знайти практичне застосування у вигляді основи для сонячних батарей майбутнього.
Натхнення: ecotechnica.com.ua