Красители и наночастицы повышают КПД солнечных батарей
Комбинация красителей и наночастиц помогает солнечным батареям повышать энергию инфракрасных фотонов до того уровня, когда её можно будет конвертировать в электроток. Недавно канадские специалисты предложили располагать на фотоэлектрической панели два слоя коллоидных квантовых точек (CQD), каждый из которых настроен на улавливание либо видимого, либо инфракрасного излучения. Учёные из Стэнфордского университета и их коллеги из Центра исследований и технологий компании Bosch пошли другим путём.
ИК-излучение характеризуется меньшей энергией и более длинными волнами по сравнению с видимым светом. Но эти параметры можно преобразовывать с помощью специальных красящих веществ, абсорбирующих фотоны и вновь излучающих их с той длиной волны и запасом энергии, с которыми справляется обычная кремниевая панель.
Эффективность технологии увеличивается, если добавить металлические наночастицы, которые будут выступать в роли оптических улавливателей и перенаправлять излучение на молекулы красителей. Над ними сейчас работает стэнфордская группа Дженнифер Дайонн.
Довольно низкий КПД солнечных аккумуляторов обусловлен тем, что они работают только с видимым светом. Но это можно исправить. (Фото Dean Conger / Corbis.)
Конечной целью является создание твёрдого однородного материала, пластину которого можно будет прикрепить к обратной стороне батареи. Bosch планирует получить прототип устройства, перерабатывающего инфракрасное излучение в ближнем диапазоне, через четыре года, а на коммерциализацию разработки может уйти от 7 до 10 лет.
Какова будет эффективность новых батарей, пока точно неизвестно, но она явно перегонит нынешние показатели, которые даже с учётом последних модификаций не превышают 20%.