Фотоэлемент и аккумулятор в одном устройстве. Оно может стать будущим солнечных электростанций
Фотоэлектрические устройства, которые преобразуют энергию света в электричество, составляют основу технологий альтернативной энергетики. Но их часто приходится подключать к батареям, которые накапливают выработанную энергию, так как поток солнечного света нестабилен в течение дня. В новой работе исследователи создали устройство, которое способно одновременно преобразовывать солнечный свет в электричество и накапливать полученную энергию.
«Выбитые» квантами света электроны устройство может удерживать по меньшей мере в течение недели, после чего они начинают «утекать» в окружающую среду. По словам ученых, их новое устройство может найти применение в производстве энергии, фотоприемниках или компьютерной памяти на основе квантов света.
В основе устройства, созданного физиками из Сучжоуского университета науки и техники, Китай, лежит гетеропереход ван-дер-Ваальса, в котором два материала находятся в контакте благодаря относительно слабым взаимодействиям ван-дер-Ваальса.
Авторы положили в основу своего устройства диселенид вольфрама — полупроводниковый материал — и оксид титана стронция (STO) — прозрачный проводник. На поверхности STO физики создали двумерный «электронный газ» (состояние, в котором электроны движутся свободно и независимо), обрабатывая поверхность материала специальными методами. Создание электронного газа и было инновационным подходом, который и позволил наделить устройство новыми свойствами.
Такое устройство с гетеропереходом также может выступать в качестве оптической памяти. Информацию можно вводить в него при помощи светового импульса и сохранять до тех пор, пока не потребуется считать ее в виде импульса электрического тока.
Статья опубликована в журнале Physical Review Letters.
До сих пор солнечным электростанциям требовались огромные массивы аккмуляторов, но необходимость в аккумуляторах может отпасть