Солнечная революция? Чрезвычайно эффективный солнечный элемент был построен.

75

(Чтобы не читать статью — можете посмотреть видео)

Прототип солнечного элемента был построен в Университете Джорджа Вашингтона, который способен захватывать почти половину энергии солнечного излучения, достигающего Земли.

Прототип солнечного элемента преобразует прямой солнечный свет в электричество с эффективностью до 44,5 процента. Изобретение американских ученых имеет потенциал стать самыми эффективными солнечными элементами в мире.

Новая ссылка немного отличается от тех, которые обычно видны на крышах домов. Устройство использует так называемые Концентраторы CPV. Это оптические устройства, предназначенные для концентрации энергии, достигающей солнечных элементов. Они фокусируют солнечные лучи на крошечной микроскопической ячейке размером менее 1 мм 2 .

Прототип состоит из нескольких связанных ссылок. Каждый слой поглощает энергию из определенного диапазона солнечного спектра. Таким образом, было достигнуто значительное улучшение эффективности клеток. Когда свет проходит через экран, состоящий из таких взаимосвязанных ячеек, почти половина энергии солнечного излучения преобразуется в электричество. Для сравнения, в настоящее время наиболее распространенные солнечные элементы преобразуют только около 25 процентов. доступная энергия в электричестве.

— около 99 процентов мощность, содержащаяся в солнечном свете, достигающем поверхности Земли, находится в диапазоне длин волн от 250 до 2500 нанометров. Но обычные материалы, используемые в современных солнечных элементах, не способны охватить весь спектр. Наш прототип способен улавливать энергию, содержащуюся в этих более длинных волнах, которая игнорируется используемыми в настоящее время клетками, — сказал директор по исследованиям Мэтью Ламб.

Ученые работали над созданием более эффективных солнечных элементов в течение многих лет. Новый подход имеет несколько новых аспектов. Он использует семейство материалов на основе галлийсурьмяных подложек, которые обычно используются в лазерах и фотоприемниках. Конструкция такой ячейки имеет особую структуру. Нижние слои поглощают энергию, содержащуюся на более короткой длине волны, а сверху — высокоэффективные элементы, которые улавливают энергию от излучения с более высоким диапазоном длин волн.

фото: Университет Джорджа Вашингтона

Так называемая методика была использована для изготовления прототипа. трансферная печать, благодаря которой сборка этих небольших устройств осуществляется с высокой точностью. Работа ученых из Вашингтона была опубликована в престижном журнале Advanced Energy Materials .

Новый солнечный элемент очень дорогой. Однако исследователи хотели продемонстрировать возможность повышения эффективности получения энергии от солнечного излучения. Техника, используемая для производства новых клеток, имеет большой потенциал. В конечном счете, на рынке может появиться продукт, изготовленный по аналогичной технологии при одновременном снижении затрат.

Источник: Университет Джорджа Вашингтона , фото: CC BY 2.0 / Фернандо Томас / Wikimedia Commons