Солнечные батареи становятся эффективнее с кремниевым нано полупроводником
Москва, 13:35, 19 Янв 2017, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.
Солнечные батареи преобразуют свет в электричество. Обычно, источником света для них является Солнце, но можно использовать и свет от горения природного газа. Однако то, что солнечные батареи не эквивалентно трансформируют весь свет в электрический ток, вдохновило промышленность и науку на поиски решений этой проблемы.
«Современные солнечные батареи не очень хороши на преобразовании видимого света в электричество. Лучшая эффективность составляет всего около 20%», — объясняет Такаши Асано из Киотского университета.
Более высокие температуры излучают свет на более коротких длинах волн. Поэтому пламя газовой горелки меняется от красного к синему по мере возрастания тепла. Большее количество тепла дает больше энергии, и коротковолновое излучение является одной из важнейших целей при проектировании солнечных элементов.
Проблемой является то, что тепло рассеивается в свет всех длин волн, но солнечная батарея будет работать только в узком диапазоне. Чтобы решить эту проблему, ученые построили новый наноразмерный полупроводник, который сужает полосу пропускания длины волны для концентрации энергии.
Чтобы излучать видимый свет, необходима температура 1000С, а кремний имеет температуру плавления более 1400C. Ученые вытравили кремниевые пластины, которые имеют большое количество одинаковых и равноудалено расположенных стержней, высота, радиус и шаг которых был оптимизированы для целевого трафика.
Эти кремниевые цилиндры определяют теплоотдачу, формируя длины волн света, излучаемого нагретым устройством.
Используя этот материал, команда показала, что их наноразмерные полупроводники повышают скорость преобразования энергии солнечными батареями не менее 40%.
Подобная технология имеет два важных преимущества. Первое — это энергоэффективность: можно преобразовать тепло в электричество намного эффективнее, чем раньше. Во-вторых — это дизайн. Теперь можно создать гораздо меньшие и более надежные устройства, которые будут полезны в широком диапазоне применений.
