Placsh – «черная дыра», увеличивающая эффективность солнечных панелей
Повышение эффективности фотоэлектрических панелей – острая технологическая неприятность, ответ которой существенно снизит себестоимость производства солнечной электричества. Исследователи из Принстонского университета нашли несложной и экономичный метод повышения производительности органических солнечных элементов практически втрое. Согласно точки зрения многих ученых, за этим изобретением – будущее солнечной энергетики.
По сообщениям из университета, коллективу под управлением доктора наук Стивена Чоу (Stephen Chou) удалось расширить эффективность солнечных батарей на 175%. Для этого ученые применяли наноструктурированную сэндвич-панель из металла и пластика. Появлявшись на поверхности «сэндвича», солнечный свет попадает в ловушку, из которой нет обратного пути.
Команда Чоу еще не завершила изучения, но, согласно точки зрения доктора наук, их разработка применима и для простых неорганических преобразователей, каковыми являются распространенные кремниевые солнечные панели.
Как заявил Чоу, ученые применили нанотехнологии, дабы устранить две главные неприятности, снижающие эффективность преобразования солнечной энергии: отражение света, падающего на поверхность панели, и неспособность солнечной ячейки полностью преобразовать свет, попадающий в нее.
Металлизированный «сэндвич» оказывает помощь устранить оба препятствия. Структура, названная плазмонным резонатором с массивом субволновых отверстий (plasmonic cavity with subwavelength hole array, PlaCSH), разрешила команде Чоу создать солнечные элементы, каковые отражают только 4% падающего солнечного света, остальные 96% применяя для нужных преобразований.
Под прямыми лучами света эффективность нового элемента на 52% выше, чем у простых солнечных ячеек. Отличие еще больше возрастает и достигает 81% при работе со светом, падающим под острым углом, к примеру, в пасмурный сутки либо в то время, когда панель ориентирована неточно. В совокупности неспециализированный прирост эффективности образовывает 175%.
Не обращая внимания на столь впечатляющее повышение производительности, новая разработка отличается простотой реализации. Верхний «слой окон» представляет собой очень узкую железную сетку. Его толщина всего 30 нанометров, а диаметр расположенных в 25 нм одно от другого отверстий образовывает 175 нм.
Под железной сеткой расположен слой прозрачного пластика, укрывающий полупроводник. На протяжении работы команда Чоу применяла определенный полупроводник, но нет никаких ограничений для применения любых типов. Завершает сэндвич слой оксида титана на алюминиевой подложке.
Особенность солнечных ячеек – их размеры. Толщина всех слоев совместно меньше, чем людской волоса. Это крайне важное событие. Исследователи поняли, что попадая в такую субволновую структуру, свет фактически не отражается.
Чоу образно назвал собственный изобретение «черной дырой для света». Он утвержает, что ученые ожидали увеличения эффективности, но практические результаты превысили самые храбрые надежды.
Доктор наук сказал, что его совокупность фактически готова для коммерческого применения, но, как и любой новый на рынке продукт, ее ожидает неизбежный период внедрения, переход от лабораторного к массовому производству.
По данным Princeton