Шведские ученые определили оптимальный размер нанопроводников для солнечных элементов
Исследователи из Универститета Лунда, Швеция, разместили в издании Science данные исследований, показывающие, что нанопроводники способны стать базой для действенных и недорогих солнечных элементов. Изучения по созданию солнечных ячеек из нанопроводников сейчас на подъеме в мире. До недавнего времени эффективность 10% казалась недостижимой мечтой для фотоэлектрических преобразований аналогичного типа.
Коллектив из Лунда во главе с врачом Магнусом Боргстремом (Magnus Borgstrom) сказали о достижении эффективности 13,8%.
До тех пор пока что нанопроводниковые солнечные батареи не вышли за пределы научных лабораторий, но в будущем планируется строительство больших солнечных объектов на их базе на территории солнечных регионов, таких как юго-запад США, Африка и юг Испании.
«Отечественная цель, в первую очередь, продемонстрировать, что это вправду быть может, применение нанопроводников для производства солнечных батарей», — заявил врач Боргстрем.
Нанопроводники, о которых идет обращение, изготовлены из полупроводникового материала фосфита индия и трудятся как будто бы антенны, поглощающие солнечный свет и генерирующие энергию. На любой квадратный миллиметр поверхности фотоэлектрического преобразователя приходится до 4 миллионов нанопроводников. Единица поверхности ячеек из них способна создавать многократно больше энергии, чем подобная площадь современных кремниевых панелей.
Ученые из Лунда установили совершенный диаметр нанопроводников и метод их синтеза. «Верный размер имеет громадное значение для нанопроводников, дабы поглотить предельное число фотонов, как это вероятно. Отличие всего в пара десятков нанометров мало, но ведет к большой утрата функциональности», — пояснил Магнус Боргстрем.
Современные кремниевые солнечные элементы, в большинстве случаев применяемые в быту одиночными хозяйствами популярны ввиду собственной относительной дешевизны, но не отличаются высокой эффективностью. Они улавливают только ограниченную часть энергии солнечного излучения. Обстоятельство в том, что один материал способен поглощать только часть светового спектра.
Решением проблемы являются сочетание разных типов полупроводниковых материалов, дабы в сумме улавливать максимально широкую часть спектра солнечного излучения. Недочётом для того чтобы способа есть дороговизна, что ограничивает его применение только в нише приоритетных ответов, таких как космические аппараты и оборонные технологии.
Но в рамках разработки нанопроводников подобные сочетания стоят значительно дешевле. Исследователи из Лунда заключили , что нанопроводники смогут создавать столько же энергии, как и тонкопленочные солнечные ячейки, но наряду с этим занимать вдесятеро меньшую площадь.
Изучения проводились в ходе проекта AMON-RA, финансируемого Европейским союзом. По словам Кнута Депперта (Knut Deppert), доктора физических наук Университета Лунда и координатора проекта, изучения продолжаться. Ученые сохраняют надежду достигнуть еще большей эффективности нанопроводниковых фотопреобразователей, чем 13,8%.
По данным Lund University