Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів
We have proposed a new technological solution for the creation of solar energy elements using bilateral structures of macroporous silicon to increase the overall efficiency of converting light energy into electricity. Recently, the research on R&D in solar cell technology has focused mainly...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/582 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
Репозитарії
Chemistry, Physics and Technology of Surface| _version_ | 1856543927326212096 |
|---|---|
| author | Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Bo, Wang Lytvynenko, O. O. Karas, M. I. Onyshchenko, V. F. |
| author_facet | Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Bo, Wang Lytvynenko, O. O. Karas, M. I. Onyshchenko, V. F. |
| author_sort | Karachevtseva, L. A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2022-06-29T10:01:52Z |
| description | We have proposed a new technological solution for the creation of solar energy elements using bilateral structures of macroporous silicon to increase the overall efficiency of converting light energy into electricity. Recently, the research on R&D in solar cell technology has focused mainly on crystalline silicon technologies and photovoltaic systems, including organic ones. The main physical phenomenon that determines the prospects of two-dimensional structures of macroporous silicon with nanocoatings as solar cells is the increase in absorption of electromagnetic radiation and photoconductivity as a result of interaction of optical modes with the developed surface of cylindrical macropores with a barrier on the nanocoating-surface boundary. We fabricated two-sided macroporous silicon structures with nanocoatings for solar cells, including silicon technology, organic nanoformations, and photovoltaic system formation. Silicon is a promising material for the manufacture of structures with a cylindrical geometry of air macropores due to the anisotropy of the cheap process of photoelectrochemical etching. The presence of periodically located cylindrical pores separated by silicon columns provides a large effective surface of the samples and enhanced optical and photophysical characteristics of silicon structures. Polymer composites with nanocoatings with CdS nanocrystals and multilayer carbon nanotubes in polyethyleneimine generate charges of opposite sign on both surfaces of the structures under illumination. The formation of bilateral structures of macroporous silicon with nanocoatings increases the overall energy conversion efficiency in solar cells by up to 60 %. In addition, one can use our proposed solar cells in the upper atmosphere. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:34:17Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-582 |
| institution | Chemistry, Physics and Technology of Surface |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-17T12:08:16Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-5822022-06-29T10:01:52Z Creation of bilateral structures of macroporous silicon with nanocoatings for solar cells Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Bo, Wang Lytvynenko, O. O. Karas, M. I. Onyshchenko, V. F. macroporous silicon nanocoatings bilateral structures solar cell technology макропористий кремній нанопокриття білатеральні структури технологія сонячних комірок We have proposed a new technological solution for the creation of solar energy elements using bilateral structures of macroporous silicon to increase the overall efficiency of converting light energy into electricity. Recently, the research on R&D in solar cell technology has focused mainly on crystalline silicon technologies and photovoltaic systems, including organic ones. The main physical phenomenon that determines the prospects of two-dimensional structures of macroporous silicon with nanocoatings as solar cells is the increase in absorption of electromagnetic radiation and photoconductivity as a result of interaction of optical modes with the developed surface of cylindrical macropores with a barrier on the nanocoating-surface boundary. We fabricated two-sided macroporous silicon structures with nanocoatings for solar cells, including silicon technology, organic nanoformations, and photovoltaic system formation. Silicon is a promising material for the manufacture of structures with a cylindrical geometry of air macropores due to the anisotropy of the cheap process of photoelectrochemical etching. The presence of periodically located cylindrical pores separated by silicon columns provides a large effective surface of the samples and enhanced optical and photophysical characteristics of silicon structures. Polymer composites with nanocoatings with CdS nanocrystals and multilayer carbon nanotubes in polyethyleneimine generate charges of opposite sign on both surfaces of the structures under illumination. The formation of bilateral structures of macroporous silicon with nanocoatings increases the overall energy conversion efficiency in solar cells by up to 60 %. In addition, one can use our proposed solar cells in the upper atmosphere. Ми запропонували нове технологічне рішення для створення сонячних енергетичних елементів за допомогою двосторонніх структур макропористого кремнію для підвищення загальної ефективності перетворення енергії світла в електричний струм. Останнім часом дослідження R&D в області технологій сонячних елементів зосереджені в основному на кристалічних кремнієвих технологіях і фотоелектричних системах, включаючи органічні. Основним фізичним явищем, що визначає перспективність двовимірних структур макропористого кремнію з нанопокриттями як сонячних елементів, є підвищення поглинання електромагнітного випромінювання і фотопровідності в результаті взаємодії оптичних мод з розвиненою поверхнею циліндричних макропор з бар’єром на межі «нанопокриття – поверхня макропор». Ми виготовили двосторонні структури макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів, включаючи кремнієву технологію, органічні наноутворення та формування фотоелектричної системи. Кремній є перспективним матеріалом для виготовлення структур з циліндричною геометрією повітряних макропор завдяки анізотропії дешевого процесу фотоелектрохімічного травлення. Наявність періодично розташованих циліндричних пор, розділених кремнієвими колонами, забезпечує велику ефективну поверхню зразків і посилені оптичні та фотофізичні характеристики кремнієвих структур. Полімерні композити з нанопокриттями з нанокристалами СdS і багатошаровими вуглецевими нанотрубками в поліетиленіміні генерують при освітленні заряди протилежного знаку на обох поверхнях структур. Формування двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями підвищує загальну ефективність перетворення енергії в сонячних елементах до 60 %. Крім того, можна використовувати запропоновані нами сонячні елементи у верхніх шарах атмосфери. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2021-06-08 Article Article application/pdf https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/582 10.15407/hftp12.02.090 Chemistry, Physics and Technology of Surface; Vol. 12 No. 2 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 90-97 Химия, физика и технология поверхности; Том 12 № 2 (2021): Chemistry, Physics and Technology of Surface / Himia, Fizika ta Tehnologia Poverhni; 90-97 Хімія, фізика та технологія поверхні; Том 12 № 2 (2021): Хімія, фізика та технологія поверхні; 90-97 2518-1238 2079-1704 10.15407/hftp12.02 en https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/582/589 Copyright (c) 2021 L. A. Karachevtseva, M. T. Kartel, Wang Bo, O. O. Lytvynenko, M. I. Karas, V. F. Onyshchenko |
| spellingShingle | макропористий кремній нанопокриття білатеральні структури технологія сонячних комірок Karachevtseva, L. A. Kartel, M. T. Bo, Wang Lytvynenko, O. O. Karas, M. I. Onyshchenko, V. F. Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів |
| title | Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів |
| title_alt | Creation of bilateral structures of macroporous silicon with nanocoatings for solar cells |
| title_full | Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів |
| title_fullStr | Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів |
| title_full_unstemmed | Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів |
| title_short | Створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів |
| title_sort | створення двосторонніх структур макропористого кремнію з нанопокриттями для сонячних елементів |
| topic | макропористий кремній нанопокриття білатеральні структури технологія сонячних комірок |
| topic_facet | macroporous silicon nanocoatings bilateral structures solar cell technology макропористий кремній нанопокриття білатеральні структури технологія сонячних комірок |
| url | https://www.cpts.com.ua/index.php/cpts/article/view/582 |
| work_keys_str_mv | AT karachevtsevala creationofbilateralstructuresofmacroporoussiliconwithnanocoatingsforsolarcells AT kartelmt creationofbilateralstructuresofmacroporoussiliconwithnanocoatingsforsolarcells AT bowang creationofbilateralstructuresofmacroporoussiliconwithnanocoatingsforsolarcells AT lytvynenkooo creationofbilateralstructuresofmacroporoussiliconwithnanocoatingsforsolarcells AT karasmi creationofbilateralstructuresofmacroporoussiliconwithnanocoatingsforsolarcells AT onyshchenkovf creationofbilateralstructuresofmacroporoussiliconwithnanocoatingsforsolarcells AT karachevtsevala stvorennâdvostoronníhstrukturmakroporistogokremníûznanopokrittâmidlâsonâčnihelementív AT kartelmt stvorennâdvostoronníhstrukturmakroporistogokremníûznanopokrittâmidlâsonâčnihelementív AT bowang stvorennâdvostoronníhstrukturmakroporistogokremníûznanopokrittâmidlâsonâčnihelementív AT lytvynenkooo stvorennâdvostoronníhstrukturmakroporistogokremníûznanopokrittâmidlâsonâčnihelementív AT karasmi stvorennâdvostoronníhstrukturmakroporistogokremníûznanopokrittâmidlâsonâčnihelementív AT onyshchenkovf stvorennâdvostoronníhstrukturmakroporistogokremníûznanopokrittâmidlâsonâčnihelementív |