Статьи

Нанокристаллы способны повысить эффективность солнечных батарей более, чем в два раза

29 Июн 2010

Научившись использовать альтернативные источники для получения энергии, ученые теперь пытаются найти всевозможные способы оптимизации этих процессов. Последним инновационным достижением стало использование в солнечных батареях полупроводниковых нанокристаллов, которые позволяют повысить эффективность преобразования энергии до 66 % по сравнению с традиционным оборудованием.

Полупроводниковые нанокристаллы или, как их еще называют, квантовые точки используют энергию «горячих электронов» в электрической цепи. Традиционные солнечные батареи пока не могут улавливать эту энергию – она рассеивается в виде тепла. Квантовые точки позволяют использовать на благо и этот трудноуловимый ресурс – такой вывод сделал профессор Сяо Ян Жу и группа его сподвижников из из Техасского университета в Остине, США.

«Горячие электроны» образуются в солнечной батарее из того спектра света, который имеет слишком высокую энергию. Обычно в стандартном оборудовании преобразуется около 30% «полезной» энергии, которая вырабатывается в результате возбуждения светом электронов в объеме полупроводника, например кремния, которые затем переходят в электрическую цепь. «Горячие электроны», возбуждаясь, не переходят в электрическую цепь, а сразу передают энергию кристаллической решетке полупроводника и возвращаются в исходное "холодное" состояние. Таким образом, часть солнечной энергии теряется в виде тепла.

В эксперименте ученые использовали квантовые точки селенида свинца - PbSe. При возбуждении горячих электронов в квантовых точках этого материала, нанесенных на поверхность оксида титана, горячие электроны "остывают" в течение сотен пикосекунд вместо всего нескольких. Применительно к данной ситуации, это достаточно длительный промежуток времени, позволяющий электронам мигрировать в диоксид титана - полупроводниковый материал, часто используемый для создания солнечных батарей.

Исследователи подсчитали, что технология позволит повысить эффективность преобразования солнечной энергии более, чем вдвое по сравнению с современными батареями, до 66%. Теперь их задача - применить этот принцип в реально работающем оборудовании.

Начало активности (дата): 29.06.2010

← Возврат к списку