Нано покрытие солнечных панелей привлекает инфракрасный свет для выработки энергии

Москва, 10:43, 31 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

В шведском Королевском технологическом институте KTH, разработана нанопленка, которая захватывает инфракрасный свет для преобразования солнечного света.

Солнечные панели целый день жарятся на солнце, но это не значит, что они захватывают весь свет, который попадает на них. Вообще говоря, солнечные элементы способны использовать только видимый свет для выработки энергии, в то время как другие части электромагнитного спектра остаются незамеченными, в том числе инфракрасный.

Многое делается для того, чтобы задействовать и другие части спектра, в том числе и учеными в шведском Королевском технологическом институте KTH, где разработана новая пленка, которая, по их словам, может быть наложена поверх солнечных элементов, чтобы повысить их эффективность на целых 25 процентов.

Один из способов, с помощью которого ученые пытались повысить производительность солнечных панелей, заключается в том, что они снабжают их особыми видами наночастиц. Путем легирования этих крошечных частиц красителями, содержащими ионы металлов, такими как лантаноид, можно снабдить их способностью использовать другие спектры света (например, инфракрасный), а затем преобразовать его в энергию.

Эти частицы известны как преобразующие наночастицы (UCNP), и они составляют основу научного прорыва в KTH. Команда ученых говорит, что в настоящее время есть возможности для совершенствования с помощью этой технологии, и пишут, что, поскольку UCNP имеют порог возбуждения, который «намного выше», чем то, что может предложить им инфракрасный свет, большая часть его энергии продолжает расходоваться не эффективно.

Решение команды состояло в том, чтобы разработать матрицу на основе полимеров, сделанную из нанокристаллов, смешанных с серией микролинз, для придания формы свету и повышения производительности UCNP.

«Способность микролинз концентрировать свет позволяет наночастицам преобразовывать слабое инфракрасное излучение в видимый свет, полезный для солнечных элементов», — говорит Ханс Агрен, профессор теоретической химии и руководитель исследовательской группы.

Нанесенный в виде тонкой пленки поверх обычного солнечного элемента, наноматериал обладает эффектом пространственной модуляции инфракрасного света, концентрируя его только правильным способом, что значительно повышает эффективность преобразования энергии.

«Мы достигли 10-процентного повышения эффективности без оптимизации технологии», — говорит Агрен. «Если проделать немного больше работы, мы оцениваем повышение эффективности на 20-25 процентов».

Исследования опубликованы в журнале Nanoscale.