Сделан новый шаг к миниатюризации электроники — разработан первый микрометрический фотоэлемент с нормально разомкнутым контактом. Устройство толщиной в два человеческих волоса обладает значительным преимуществом над существующими солнечными технологиями, поскольку сокращает помехи на 95% и, в потенциале, снижает стоимость производства энергии в три раза.
«Эти микрометрические фотоэлементы обладают примечательными характеристиками, в частности, очень небольшим размером и значительно сниженным экранированием, — заявила Карин Хинцер из Университета Оттавы, одна из исследователей. — Такие свойства пригодятся для решения различных задач, от повышения плотности электронных устройств до солнечной энергетики, легких ядерных батарей для изучения космоса и миниатюризации устройств связи и интернета вещей».
Трехмерные внутренние соединения повышают удельную мощность чипа и открывают возможности его миниатюризации. Однако для внедрения этих соединений в фотонные чипы требуются новые технологии. Канадские и французские ученые изготовили трехмерные внутренние соединения на многопереходном фотоэлементе, используя такие процессы, как плазменное травление, электроосаждение золота и химико-механическую полировку. В результате возникла разнородная структура из тонких пленок.
Технология позволяет сократить размеры элемента и снизить помехи на 95% от значения, присущего стандартным фотоэлементам. По сравнению с устройствами с двухмерными соединениями, трехмерные в шесть раз эффективнее используют площадь подложки. Все вместе это дает прирост удельной мощности на подложку при высокой плотности и малых габаритах устройства.
«Разработка первых микрометрический фотоэлемент с нормально разомкнутым контактом — важный шаг в миниатюризации электронных устройств», — заявил Матье де Лафонтен, руководитель научной группы. Речь идет об особой схеме устройства, когда в пассивном состоянии контакты разомкнутые, а в активном — замкнутые.
Этот технологический прорыв обещает значительные преимущества для общества. Менее дорогие, более мощные солнечные элементы помогут ускорить энергетический переход. Легкие атомные батареи поспособствуют исследованию космоса, а миниатюризация устройств приведет к развитию интернета вещей и появлению более мощных компьютеров и смартфонов, уверяют ученые.