DOI: https://doi.org/10.20535/2523-4455.2018.23.5.146335

Рекордна ефективність сонячних батарей на варізонних трінітрідах квантових енесторів-зоністорів

Andrii Volodymyrovych Osinsky, Andrii Volodymyrovych Diahiliev, Oleksandr Vasylovych Borysov, Nataliia Mykolaivna Liakhova, Marat Serhiiovych Onachenko, Nina Olehivna Sukhovii, Ihor Vitaliiovych Masol, Volodymyr Ivanovych Osinsky

Анотація


Розроблена нова квантова оптимізація накопичення енергії випромінювання Сонця в енесторах на багатокомпонентних твердих розчинах А3В5: BAlGalnNPAsSb.

Розглядаються наступні методи збільшення ефективності сонячних батарей: 1. Накопичення носіїв у глибоких потенціальних ямах і квантових точках; 2. Посилення струму, кероване класичними кремній-транзисторними і квантовими процесорами; 3. Квантові обчислення оптимальних потоків електронів, які утворюють квантово-розмірні куперовские пари, аналогічно високотемпературній надпровідності; 4. Варізонне та гетерогенне розширення спектра поглинання випромінювання Сонця; 5. Бездефектні узгоджувальні темплетні гетерошари в селективній наноепітаксії; 6. Інтеграція випрямлення НВЧ терагерцових сигналів у нанопористих структурах ректен терагерцового діапазону; 7. Накопичення енергії в графенових суперконденсаторах, отриманих у самоорганізованих нанопорах Al2O3; 8. Збільшення поглинання фотонів вертикальними стінками нанопор частково епітаксійно зарощенними основним матеріалом кремнієм або твердими розчинами А3В5.

Розроблені технології дають змогу істотно, в 2–5 разів, збільшити енергетичну ефективність сонячних батарей на Si / III-нітридних наноструктурах.

Бібл. 18, рис. 9, табл. 1.


Ключові слова


III-нітриди; сонячні батареї; гетерогенні тверді розчини А3В5; накопичення енергії; енестори; зоністори; ректени

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


I. V. Masol, V. I. Osinskii, and O. T. Sergieiev, Informatsionnyie nanotehnologii [Information nanotechnology]. Kyiv: Makros, 2011, ISBN: 978-966-2022-39-1.

S. R. Lee, A. F. Wright, M. H. Crawford, G. A. Petersen, J. Han, and R. M. Biefeld, “The band-gap bowing of AlxGa1−xN alloys,” Appl. Phys. Lett., vol. 74, no. 22, pp. 3344–3346, May 1999, DOI: 10.1063/1.123339.

A. Janotti, D. Segev, and C. G. Van de Walle, “Effects of cation d states on the structural and electronic properties of III-nitride and II-oxide wide-band-gap semiconductors,” Phys. Rev. B, vol. 74, no. 4, p. 045202, Jul. 2006, DOI: 10.1103/PhysRevB.74.045202.

P. Rinke, M. Winkelnkemper, A. Qteish, D. Bimberg, J. Neugebauer, and M. Scheffler, “Consistent set of band parameters for the group-III nitrides AlN, GaN, and InN,” Phys. Rev. B, vol. 77, no. 7, p. 075202, Feb. 2008, DOI: 10.1103/PhysRevB.77.075202.

G. A. Slack, L. J. Schowalter, D. Morelli, and J. A. Freitas, “Some effects of oxygen impurities on AlN and GaN,” J. Cryst. Growth, vol. 246, no. 3–4, pp. 287–298, Dec. 2002, DOI: 10.1016/S0022-0248(02)01753-0.

H. Tanimura, J. Kanasaki, and K. Tanimura, “Ultrafast scattering processes of hot electrons in InSb studied by time- and angle-resolved photoemission spectroscopy,” Phys. Rev. B, vol. 91, no. 4, p. 045201, Jan. 2015, DOI: 10.1103/PhysRevB.91.045201.

V. I. Osinskii et al., “Nakoplenie fotonositeley v enestorah na geterogennyh mnogokomponentnyh III-nitridah [Accumulation of photocarriers in enestors on heterogeneous multicomponent III-nitrides],” in V International Conference “Nanostructured Materials - 2016,” 2016.

V. Osinsky, A. Osinsky, and R. Miller, “AlInGaNAsP alloy for LED and laser applications,” in LED 50 th Anniversary Symposium, 2012.

V. Osinsky, “Some technology aspects for quantum enestor through AIIIBV multicomponent nanoepitaxy,” Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron., vol. 20, no. 2, pp. 254–258, Jul. 2017, DOI: 10.15407/spqeo20.02.254.

V. I. Osinskii, V. I. Privalov, and O. Y. Tikhonenko, Optoelektronnye struktury na mnogokomponentnyh poluprovodnikah [Optoelectronic structures on multicomponent semiconductors]. Minsk: Nauka i tekhnika, 1981.

P. N. Prasad, Nanophotonics. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2004, ISBN: 0471649880.

“Nanoanteny dlia otrymannia soniachnoi enerhii [Nano-antennas for solar energy].” [Online]. Available: http://www.magey.com.ua/energetika/397-nanoanteni-dlia-otrimannja-soniachnoi-energii.

A. E. Krasnok et al., “Optical nanoantennas,” Uspekhi Fiz. Nauk, vol. 183, no. 6, pp. 561–589, 2013, DOI: 10.3367/UFNr.0183.201306a.0561.

M. Stengel and N. A. Spaldin, “Origin of the dielectric dead layer in nanoscale capacitors,” Nature, vol. 443, no. 7112, pp. 679–682, Oct. 2006, DOI: 10.1038/nature05148.

M. M. Saad, P. Baxter, R. M. Bowman, J. M. Gregg, F. D. Morrison, and J. F. Scott, “Intrinsic dielectric response in ferroelectric nano-capacitors,” J. Phys. Condens. Matter, vol. 16, no. 41, pp. L451–L456, Oct. 2004, DOI: 10.1088/0953-8984/16/41/L04.

G. Shi et al., “Boron Nitride–Graphene Nanocapacitor and the Origins of Anomalous Size-Dependent Increase of Capacitance,” Nano Lett., vol. 14, no. 4, pp. 1739–1744, Apr. 2014, DOI: 10.1021/nl4037824.

P. Tsipas et al., “Evidence for graphite-like hexagonal AlN nanosheets epitaxially grown on single crystal Ag(111),” Appl. Phys. Lett., vol. 103, no. 25, p. 251605, Dec. 2013, DOI: 10.1063/1.4851239.

V. I. Osinskii, N. N. Liakhova, I. V. Masol, and N. O. Sukhovii, “Nanokarbidnye processy pri MOS-epitaksii III-nitridnyh struktur [Nanocarbide processes in MOS-epitaxy of III-nitride structures],” Opt. informatsiino-enerhetychni tekhnologii, vol. 1, pp. 62–72, 2012.


Перелік посилань за IEEE 2006


  1. I. V. Masol, V. I. Osinskii, and O. T. Sergieiev, Informatsionnyie nanotehnologii [Information nanotechnology]. Kyiv: Makros, 2011, ISBN: 978-966-2022-39-1.
  2. S. R. Lee, A. F. Wright, M. H. Crawford, G. A. Petersen, J. Han, and R. M. Biefeld, “The band-gap bowing of AlxGa1−xN alloys,” Appl. Phys. Lett., vol. 74, no. 22, pp. 3344–3346, May 1999, DOI: 10.1063/1.123339.
  3. A. Janotti, D. Segev, and C. G. Van de Walle, “Effects of cation d states on the structural and electronic properties of III-nitride and II-oxide wide-band-gap semiconductors,” Phys. Rev. B, vol. 74, no. 4, p. 045202, Jul. 2006, DOI: 10.1103/PhysRevB.74.045202.
  4. P. Rinke, M. Winkelnkemper, A. Qteish, D. Bimberg, J. Neugebauer, and M. Scheffler, “Consistent set of band parameters for the group-III nitrides AlN, GaN, and InN,” Phys. Rev. B, vol. 77, no. 7, p. 075202, Feb. 2008, DOI: 10.1103/PhysRevB.77.075202.
  5. G. A. Slack, L. J. Schowalter, D. Morelli, and J. A. Freitas, “Some effects of oxygen impurities on AlN and GaN,” J. Cryst. Growth, vol. 246, no. 3–4, pp. 287–298, Dec. 2002, DOI: 10.1016/S0022-0248(02)01753-0.
  6. H. Tanimura, J. Kanasaki, and K. Tanimura, “Ultrafast scattering processes of hot electrons in InSb studied by time- and angle-resolved photoemission spectroscopy,” Phys. Rev. B, vol. 91, no. 4, p. 045201, Jan. 2015, DOI: 10.1103/PhysRevB.91.045201.
  7. V. I. Osinskii et al., “Nakoplenie fotonositeley v enestorah na geterogennyh mnogokomponentnyh III-nitridah [Accumulation of photocarriers in enestors on heterogeneous multicomponent III-nitrides],” in V International Conference “Nanostructured Materials - 2016,” 2016.
  8. V. Osinsky, A. Osinsky, and R. Miller, “AlInGaNAsP alloy for LED and laser applications,” in LED 50 th Anniversary Symposium, 2012.
  9. V. Osinsky, “Some technology aspects for quantum enestor through AIIIBV multicomponent nanoepitaxy,” Semicond. Phys. Quantum Electron. Optoelectron., vol. 20, no. 2, pp. 254–258, Jul. 2017, DOI: 10.15407/spqeo20.02.254.
  10. V. I. Osinskii, V. I. Privalov, and O. Y. Tikhonenko, Optoelektronnye struktury na mnogokomponentnyh poluprovodnikah [Optoelectronic structures on multicomponent semiconductors]. Minsk: Nauka i tekhnika, 1981.
  11. P. N. Prasad, Nanophotonics. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons, Inc., 2004, ISBN: 0471649880.
  12. “Nanoanteny dlia otrymannia soniachnoi enerhii [Nano-antennas for solar energy].” [Online]. Available: http://www.magey.com.ua/energetika/397-nanoanteni-dlia-otrimannja-soniachnoi-energii.
  13. A. E. Krasnok et al., “Optical nanoantennas,” Uspekhi Fiz. Nauk, vol. 183, no. 6, pp. 561–589, 2013, DOI: 10.3367/UFNr.0183.201306a.0561.
  14. M. Stengel and N. A. Spaldin, “Origin of the dielectric dead layer in nanoscale capacitors,” Nature, vol. 443, no. 7112, pp. 679–682, Oct. 2006, DOI: 10.1038/nature05148.
  15. M. M. Saad, P. Baxter, R. M. Bowman, J. M. Gregg, F. D. Morrison, and J. F. Scott, “Intrinsic dielectric response in ferroelectric nano-capacitors,” J. Phys. Condens. Matter, vol. 16, no. 41, pp. L451–L456, Oct. 2004, DOI: 10.1088/0953-8984/16/41/L04.
  16. G. Shi et al., “Boron Nitride–Graphene Nanocapacitor and the Origins of Anomalous Size-Dependent Increase of Capacitance,” Nano Lett., vol. 14, no. 4, pp. 1739–1744, Apr. 2014, DOI: 10.1021/nl4037824.
  17. P. Tsipas et al., “Evidence for graphite-like hexagonal AlN nanosheets epitaxially grown on single crystal Ag(111),” Appl. Phys. Lett., vol. 103, no. 25, p. 251605, Dec. 2013, DOI: 10.1063/1.4851239.
  18. V. I. Osinskii, N. N. Liakhova, I. V. Masol, and N. O. Sukhovii, “Nanokarbidnye processy pri MOS-epitaksii III-nitridnyh struktur [Nanocarbide processes in MOS-epitaxy of III-nitride structures],” Opt. informatsiino-enerhetychni tekhnologii, vol. 1, pp. 62–72, 2012.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.




Copyright (c) 2018 Осінський А. В., Дягілєв О. В., Борисов О. В., Ляхова Н. Н., Оначенко М. С., Суховій Н. О., Масол І. В., Осінський В. І.

Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN: 2523-4447
e-ISSN: 2523-4455