На сегодняшний день солнечные батареи – недешевое удовольствие. Но, учитывая, что в будущем солнечная энергетика должна получить широкое распространение, в настоящее время ученые бьются над вопросом, как максимально удешевить процесс получения энергии Светила. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли создали новые наноструктуры, которые могут привести к понижению стоимости солнечных батарей.

До недавнего времени ученые Калифорнийского университета использовали в структурах солнечных батарей нано-столбики, равномерной толщины по всей длине. Эксперимент заключался в изменении формы столбиков – верхнюю часть сделали более толстой, а нижнюю – тонкой. Образно говоря, теперь нано-столбики напоминают аккуратно уложенные в ряд фужеры для шампанского, только, разумеется, очень сильно уменьшенные.

Как выяснилось, благодаря такой идее, наноструктуры стали поглощать свет гораздо эффективнее. Свет, почти не отражаясь, легко проникает через «решето» тонких верхних частей нано-столбиков, а вот нижняя толстая часть, наоборот, хорошо поглащает свет и увеличивает выработку электроэнергии. Если равномерные столбики поглощали в среднем 80-85% видимого света, то эффективность новой конструкции возросла до 99%, как уверяют разработчики. И это при том, что обычные плоские тонкопленочные материалы способны поглощать лишь 15% видимого света. Конечно, этот показатель можно увеличить для специальных промышленных тонкопленочных элементов, но для создания конструаций на основе инновационных нано-столбиков, дающих такую же эффективность, потребуется значительно меньше полупродникового материала, в чем и заключается выгодность нового решения.

Следующий этап исследования – эксперименты с изменением соотношения толщины верхней и нижней частей каждого нано-столбика. Ученые считают, что таким путем можно добиться, чтобы наноструктуры смогли поглощать свет в инфракрасном диапазоне спектра, что позволит разработать более эффективные детекторы инфракрасного излучения.

Еще одним преимуществом новых наноструктур является более простая и недорогая технология «выращивания» наноструктур, по сравнению с существующими трудоемкими способами их изготовления.