Сонячні панелі дадуть удвічі більше енергії з ефективністю 45%: що придумали вчені
Дослідники з Університету Нового Південного Уельсу знайшли спосіб кардинально збільшити продуктивність сонячних панелей. Відкриття ґрунтується на фізичному процесі, що витягує користь з тієї частини світлового спектра, яка зазвичай втрачається у вигляді тепла.
Технологія потенційно здатна подвоїти вироблення електрики, пише The Cool Down.
Розщеплення фотонів замість атомів
Суть методу полягає в поділі одного фотона світла на два "пакети" енергії. У звичайних сонячних елементах значна частина світла, що потрапляє на них, просто нагріває панель, не виробляючи струму. Вчені знайшли спосіб перехоплювати цю втрачену енергію.
Як пояснив експерт Бен Карвітен, команда навчилася перетворювати теплові втрати на додаткову електрику. Після десяти років експериментів і магнітних тестів фізики з'ясували, що ключову роль у цьому процесі відіграють певні кольори спектра.
Роль кольору і простої фарби
Особливо важливим виявилося синє світло, яке несе багато енергії, але в стандартних умовах майже повністю розсіюється у вигляді тепла. Завдяки синглетному поділу цю енергію тепер можна вловлювати.
Технічне рішення має напрочуд простий вигляд: на звичайну кремнієву панель наноситься тонкий шар промислових пігментів — схожих на ті, що використовуються в автомобільній фарбі. Спеціальна сполука (дипірролонафтірідінедіон) не тільки сприяє розщепленню енергії, а й не деградує під впливом вологи.
Застосування нового шару пігментів піднімає теоретичну межу ефективності кремнієвих панелей до 45%. Для порівняння, сучасні комерційні елементи зазвичай працюють з ККД від 22% до 27%.
За словами розробників, інновація не потребує складної перебудови виробництва — це просто додатковий шар поверх наявної архітектури. Наразі команда працює над створенням маломасштабного прототипу, який має бути готовий протягом кількох років. Доцент Мурад Тайебджі назвав це відкриття "великим кроком вперед" для всієї галузі відновлюваної енергетики.
Раніше повідомлялося, що сонячні панелі стануть у рази кращими завдяки одному елементу. Дослідники з Німеччини виявили, що напівпровідники на основі перовскита олова, виготовлені з альтернативним розчинником, можна використовувати для створення стабільних і екологічно чистих сонячних панелей.