Инженеры-технологи из Массачусетского технологического института разработали уникальную солнечную батарею, которая превращает солнечное тепло в свет, повышая при этом свою энергоэффективность, и преодолевает уровень, ограничивающий работоспособность фотоэлементов.
Свое исследование ученые опубликовали в журнале Nature Energy.
Специалисты напомнили, что в середине прошлого века физикам Уильяму Шокли и Гансу Квиссеру удалось доказать существование абсолютного теоретического предела эффективности солнечных батарей, которые состоят из однослойных кремниевых фотоэлементов. Тогда ученые подчеркивали, что при переработке света в электроэнергию, этот параметр удерживается на отметке в 32 процента. Однако новые исследования физиков доказали существование способов преодоления вышеуказанного предела. В частности, в своей новой работе инженеры предложили использовать для преодоления отметки в 32 процента особую солнечную термофотовольтаику.
Смысл термофотовольтаики заключается в соединении обычных фотоэлементов с новейшими высокотехнологичными материалами. Теперь, вместо того чтобы рассеивать непригодную солнечную энергию в виде тепла, промежуточный компонент поглощает всю доступную энергию. Это продолжается до тех пор, пока температура внутри элемента не достигнет той отметки, на которой он может испускать излучение.
Конструируя устройство, технологи использовали особые нанофотонные кристаллы. При нагревании они способны излучать световые волны определенной длины. В конечном итоге эти кристаллы и превращают излучаемые ими тепло в свет.
Специалисты подчеркивают, что для поддержания высокой температуры в устройстве можно использовать линзы или зеркала. Отраженные волны повторно поглощаются, поддерживая температуру фотонного кристалла.
Известно, что группа инженеров проводила свои испытания под прямыми солнечными лучами, а также в присутствии рассеянного света. Полученные результаты полностью соответствовали предсказанным. Таким образом, ученым удалось создать солнечную батарею нового типа.
