Forskare vid Siberian Federal University, tillsammans med kollegor från Kungliga Tekniska Högskolan (Stockholm, Sverige), upptäckt nya egenskaper hos material baserat på palladium, vilket kan öka prestandan hos solceller.

Palladiumdiselenid är ett lovande material vars egenskaper ännu inte har studerats fullt ut. Till exempel, det rapporterades att dess tvådimensionella form kan vara effektiv i fotokatalys - processen att dela vatten till väte och syre när det utsätts för solljus, som kan användas för att producera ekologiskt bränsle. Forskare har nyligen lärt sig hur man syntetiserar enkel- och dubbelskiktsversioner av PdSe ₂ sammansättning, men styrkorna och svagheterna hos dessa material förblev okända tills nyligen. Forskarna använde för första gången högprecisionsberäkningsmetoder och lyckades studera de elektroniska och optiska egenskaperna hos enkel- och tvåskiktsmaterial baserat på palladiumdiselenid i detalj, som, som det blev, kan absorbera solenergi mer effektivt än silikonbaserat material som används i solcellsbatterier.

"Materialet visar högre omvandlingshastigheter av solenergi till elektrisk energi på grund av ett bredare spektrum av energiabsorption jämfört med kiselbaserade element som idag används som halvledare, och kan därför avsevärt öka effektiviteten hos solceller... Palladium diselenide (PdSe ₂ ) kan användas som ett oberoende material för solcellselement vid konstruktion av rymdfarkoster och konstgjorda jordsatelliter, eftersom materialeffektiviteten i de flesta fall motiverar kostnaderna inom rymdindustrin, " säger en av forskarna från Siberian Federal University, Artem Kuklin.

För att utföra högprecisionsberäkningar av materialegenskaper, forskare använde Akademik Matrosov superdator, beläget i Matrosov-institutet för systemdynamik och styrteori i den sibiriska grenen av RAS.

"Andelen "solenergi" kommer att öka stadigt i Ryssland på grund av den höga miljövänligheten och den relativa billigheten hos denna metod. Idag finns det i vårt land 10 "solenergi" stationer med en total kapacitet på cirka 100 MW, vilket är 0,04 % av den totala installerade kapaciteten i det ryska kraftsystemet. I Yakutia, kostnaden för el från dieselgeneratorer är mycket dyr och här kan solcellsinstallationer minska kostnaden för energiförsörjningen avsevärt. Vårt mål är att utveckla mer avancerade material så att effektiviteten hos solceller ökar, säger Artem Kuklin.

Resultaten av vetenskapligt arbete publicerades i tidskriften Fysisk granskning B . Forskarna planerar att fortsätta sitt arbete med att utforska effekten av defekter på dess egenskaper och sannolikheten för att de bildas. Efter att ha lärt sig att hantera defekter, forskare kommer att kunna skapa material med förutsägbara egenskaper.