Японские ученые удвоили КПД солнечных элементов

Хайтек

Ученые Университета Киото применили оптические технологии, чтобы создать надежные преобразователи тепла в электричество, которые вдвое увеличивают производительность солнечных элементов.

«Современные солнечные элементы плохо справляются с конверсией видимого света в электричество. Лучший КПД приблизительно равен 20%», — говорит Такаши Асано из Университета Киото.

Высокие температуры выделяют свет на коротких волнах, вот почему пламя газовой горелки становится при нарастании температуры синим. Чем выше жар, тем больше энергии и тем короче волны.

«Проблема, — объясняет Асано, — в том, что тепло рассеивает свет всех длин волн, но солнечный элемент работает только в узком диапазоне волн. Для ее решения мы создали новый полупроводник наноразмера, который сужает диапазон волн для концентрации энергии».

Для выделения видимых длин волн требуется температура в 1000° С, но обычный кремний плавится при температуре свыше 1400° С, поэтому ученые протравили на кремниевых платах множество одинаковых и равноудаленных цилиндров высотой примерно 500 нм, находящихся на определенном расстоянии друг от друга и оптимизированных под нужный диапазон.

Фото: Kyoto University/Noda Lab

Этот материал позволил ученым поднять КПД полупроводников как минимум до 40%, пишет Хайтек со ссылкой на EurekAlert.

«У нашей технологии есть два важных преимущества, — говорит глава лаборатории университета Сусуми Нода. — Во-первых, ее энергетическая продуктивность — мы можем превращать тепло в электричество эффективнее, чем раньше. Во-вторых, ее конструкция. Теперь мы можем создать преобразователи меньшего размера и более надежные, и им найдется практическое применение в ряде отраслей».

Пиковый для солнечных элементов КПД — 26% — был достигнут учеными Калифорнийского университета в Беркли в прошлом году. Прорыв произошел благодаря сочетанию двух перовскитовых материалов, каждый из которых впитывает разные длины волн солнечного света.




Комментирование закрыто.