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SibFU研究者、ソーラセルを効率化する材料を発見

August, 14, 2019, Stockholm--シベリア連邦大学の研究者は、スウェーデン王立工科大学の研究者と共同で、ソーラセルの性能を高めることができる、パラジウムベース材料の新たな特性を発見した。

パラジウム・ジセレニド(PdSe2)は、特性がまだ十分に研究されていないが、有望な材料である。例えば、その2次元形態は、光触媒に効果的なことが報告されている。これは、太陽光に晒されると、水を水素と酸素に分離するので、エコロジカル燃料生成に利用可能である。研究チームは先頃、PdSe2化合物の単層および2層バージョン合成法の知見を得た。しかし、これらの材料の強さと弱さは、最近まで未知のままだった。研究チームは、初めて高精度計算法を使い、PdSe2ベースの単層と2層材料の電子的、光学的特性を詳細に調べることができた。その結果として、それは太陽電池で使用されているシリコンベースの材料よりも高効率に太陽エネルギーを吸収できることが分かった。

「その材料は、今日、半導体として使用されているシリコンベース素子と比較して、エネルギー吸収スペクトル域が広いため、太陽エネルギーの電気エネルギーへの変換効率が高いことを実証している。したがって、ソーラセルの効率が大幅に向上する。パラジウム・ジセレニド(PdSe2)は、宇宙船や人工の地球衛星建設で、ソーラセル素子の独立した材料として用いることができる。ほとんどの場合、その材料の効率は、宇宙産業におけるコストを正当化するからである」とシベリア連邦大学、研究者の1人、Artem Kuklin氏はコメントしている。

材料特性の高精度計算を実行するために、研究チームは、RASのシベリアブランチ、Matrosov Institute for System Dynamics and Control TheoryのAkademik Matrosovスーパーコンピュータを利用した。

Artem Kuklin氏によると、ソーラエネルギーの共有は、ロシアでは着実に増える。

研究成果は、Physical Reviewに発表された。研究チームは、材料特性に対する欠陥の影響、その形成確率の探求に継続して取り組む計画である。欠陥の管理を理解することで、研究チームは、予測可能な特性の材料を造ることがである。