Солнечные панели дадут вдвое больше энергии с эффективностью 45%: что придумали ученые
Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса нашли способ кардинально увеличить производительность солнечных панелей. Открытие основано на физическом процессе, извлекающем пользу из той части светового спектра, которая обычно теряется в виде тепла.
Технология потенциально способна удвоить выработку электричества, пишет The Cool Down.
Расщепление фотонов вместо атомов
Суть метода заключается в разделении одного фотона света на два "пакета" энергии. В обычных солнечных элементах значительная часть попадающего на них света просто нагревает панель, не производя тока. Ученые нашли способ перехватывать эту потерянную энергию.
Как пояснил эксперт Бен Карвитен, команда научилась превращать тепловые потери в дополнительное электричество. После десяти лет экспериментов и магнитных тестов физики выяснили, что ключевую роль в этом процессе играют определенные цвета спектра.
Роль цвета и простой краски
Особенно важным оказался синий свет, который несет много энергии, но в стандартных условиях почти полностью рассеивается в виде тепла. Благодаря синглетному делению эту энергию теперь можно улавливать.
Техническое решение выглядит удивительно просто: на обычную кремниевую панель наносится тонкий слой промышленных пигментов — похожих на те, что используются в автомобильной краске. Специальное соединение (дипирролонафтиридинедион) не только способствует расщеплению энергии, но и не деградирует под воздействием влаги.
Применение нового слоя пигментов поднимает теоретический предел эффективности кремниевых панелей до 45%. Для сравнения, современные коммерческие элементы обычно работают с КПД от 22% до 27%.
По словам разработчиков, инновация не требует сложной перестройки производства — это просто дополнительный слой поверх существующей архитектуры. Сейчас команда работает над созданием маломасштабного прототипа, который должен быть готов в течение нескольких лет. Доцент Мурад Тайебджи назвал это открытие "большим шагом вперед" для всей отрасли возобновляемой энергетики.
Ранее сообщалось, что солнечные панели станут в разы лучше благодаря одному элементу. Исследователи из Германии обнаружили, что полупроводники на основе перовскита олова, изготовленные с альтернативным растворителем, можно использовать для создания стабильных и экологически чистых солнечных панелей.