Разработан принципиально новый тип солнечных батарей
24-06-2012, 20:35 // Источник - «Компьюлента»
Принципиально новые фотоэлементы, работа над которыми ведётся сейчас в Массачусетском технологическом институте (США), целиком состоят из углерода, что радикально меняет ситуацию: они поглощают энергию инфракрасного излучения и превращают её в электрическую. При этом им не угрожает перегрев.
40% всей солнечной энергии, доходящей до земной поверхности, состоит из ближнего ИК-излучения. Причём в облачные дни этот процент ещё выше, ибо ИК-излучение почти не задерживается облаками. Маленькая неувязка лишь в том, что наши солнечные батареи вообще не способны работать с инфракрасным диапазоном. Зато он нагревает их и роняет КПД иногда вдвое — к примеру, в солнечный полдень, когда поток видимого света особенно велик и фотоэлементы теоретически могли бы вырабатывать больше всего энергии.
Принципиально новые фотоэлементы, разработанные в Массачусетском технологическом институте (США) и целиком состоящие из углерода, способны радикально изменить ситуацию — они как раз поглощают энергию инфракрасного излучения и превращают её в электрическую. При этом им не угрожает перегрев.
Новый фотоэлемент состоит из углеродных нанотрубок и фуллерена С60. Это не первая попытка построить солнечные батареи вокруг углеродных нанотрубок, но все предыдущие укладывали нанотрубки на полимерную подложку, которая должна была задерживать их на месте и собирать электроны. Проблема в том, что на воздухе под солнечным светом такие полимерные подложки были не слишком стабильны: фотохимические реакции разлагали пригодные для использования в подложке полимеры. Можно защитить их специальными покрытиями, но они будут задерживать часть солнечного света и удорожат фотоэлементы в целом.
Пока эффективность новых фотоэлементов низка: как отмечают авторы разработки, после производства углеродных слоёв они пришли к выводу, что углеродные нанотрубки в них должны быть однослойными и одного типа. Тем не менее опытные образцы фотоэлемента (из экспериментальных соображений) получали разные виды нанотрубок, так что итоговый КПД пока не превышает 0,1%. Исследователи, впрочем, уверяют, что он легко может быть увеличен, и резко.
Полученные фотоэлементы очень легки и тонки (считанные нанометры); теоретически на этой же основе можно создать многослойные солнечные батареи, которые будут поглощать ближнее ИК-излучение многоступенчато, добиваясь ещё большего КПД.
Важно и то, что фотоэлементы полностью прозрачны для видимого света, а потому могут использоваться как верхний элемент обычных солнечных батарей, кои они будут защищать от перегрева, останавливая ИК-излучение.
Отчёт об исследовании появился на этой неделе в журнале Advanced Materials.
Подготовлено по материалам MIT News.
40% всей солнечной энергии, доходящей до земной поверхности, состоит из ближнего ИК-излучения. Причём в облачные дни этот процент ещё выше, ибо ИК-излучение почти не задерживается облаками. Маленькая неувязка лишь в том, что наши солнечные батареи вообще не способны работать с инфракрасным диапазоном. Зато он нагревает их и роняет КПД иногда вдвое — к примеру, в солнечный полдень, когда поток видимого света особенно велик и фотоэлементы теоретически могли бы вырабатывать больше всего энергии.
Принципиально новые фотоэлементы, разработанные в Массачусетском технологическом институте (США) и целиком состоящие из углерода, способны радикально изменить ситуацию — они как раз поглощают энергию инфракрасного излучения и превращают её в электрическую. При этом им не угрожает перегрев.
Новый фотоэлемент состоит из углеродных нанотрубок и фуллерена С60. Это не первая попытка построить солнечные батареи вокруг углеродных нанотрубок, но все предыдущие укладывали нанотрубки на полимерную подложку, которая должна была задерживать их на месте и собирать электроны. Проблема в том, что на воздухе под солнечным светом такие полимерные подложки были не слишком стабильны: фотохимические реакции разлагали пригодные для использования в подложке полимеры. Можно защитить их специальными покрытиями, но они будут задерживать часть солнечного света и удорожат фотоэлементы в целом.
Пока эффективность новых фотоэлементов низка: как отмечают авторы разработки, после производства углеродных слоёв они пришли к выводу, что углеродные нанотрубки в них должны быть однослойными и одного типа. Тем не менее опытные образцы фотоэлемента (из экспериментальных соображений) получали разные виды нанотрубок, так что итоговый КПД пока не превышает 0,1%. Исследователи, впрочем, уверяют, что он легко может быть увеличен, и резко.
Полученные фотоэлементы очень легки и тонки (считанные нанометры); теоретически на этой же основе можно создать многослойные солнечные батареи, которые будут поглощать ближнее ИК-излучение многоступенчато, добиваясь ещё большего КПД.
Важно и то, что фотоэлементы полностью прозрачны для видимого света, а потому могут использоваться как верхний элемент обычных солнечных батарей, кои они будут защищать от перегрева, останавливая ИК-излучение.
Отчёт об исследовании появился на этой неделе в журнале Advanced Materials.
Подготовлено по материалам MIT News.
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.