Исследователи надеются втрое увеличить эффективность солнечных панелей

Специалисты из Массачусетского Технологического Института в настоящее время работают над новым методом сбора солнечной энергии, который в будущем может втрое увеличить эффективность солнечных панелей. Распространённые сейчас панели используют фотогальванические элементы, главным компонентом которых является кремний. Именно кремний обладает многими физическими свойствами, необходимыми для превращения солнечной энергии в электричество.

Но есть у кремния и недостатки. Наличие запрещённой энергетической зоны не даёт ему возможности «усваивать» солнечный свет на определённой длине волны. Поэтому кремний имеет потолок эффективности при работе в солнечных панелях, носящий название предел Шокли—Квайссера, и составляющий 33,7%.

Именно этот предел хотят обойти исследователи из MIT, увеличив эффективность панелей примерно до 80%. Это должно случиться за счёт добавления новых элементов, которые встанут между кремнием и солнечным светом и будут преобразовывать свет на нерабочей длине волны. Преобразователь представляет собой двухслойный абсорбер-эмиттер, состоящий из материалов наподобие углеродных нанотрубок и фотонных кристаллов.

Элементы нагреваются на солнечном свете, активируется материал абсорбер-эмиттера и начинается процесс преобразования световой энергии в электрическую. Данный процесс при использовании таких элементов носит название термофотоэлектрическое преобразование энергии.

Пока исследователи не сумели подобраться к эффективности в 80%, однако достижения у них уже имеются. Если до сих пор максимальная эффективность термофотоэлектрического преобразования составляла 1%, то теперь её удалось повысить до 3,2%, а в будущем это значение планируют поднять до 20%.