Нове відкриття вчених дозволить удосконалити сонячні батареї

"Виробництво сонячних батарей з пластикових напівпровідників має великі переваги, однією з яких є їхня низька вартість", говорить професор хімії Чжу. Вчений вважає, що разом з широкими можливостями для молекулярного дизайну, відкриття дозволить освоїти новий підхід у галузі перетворення сонячної енергії.

Праця групи дослідників на чолі з Сяоян Чжу була опублікована 16 грудня в журналі Science, а короткий опис роботи можна знайти на офіційному сайті Техаського університету.

На сьогоднішній день максимальний теоретичний ККД кремнієвих сонячних батарей становить близько 31% - значна частина сонячної енергії просто не може бути сприйнята фотоелементом. Ця енергія у вигляді "гарячих електронів" втрачається у вигляді тепла. Захоплення гарячих електронів може збільшити ефективність фотоелектричних перетворювачів до 66 відсотків.

Професор Чжу і його команда раніше показали, що ці гарячі електрони можуть бути вловлені за допомогою напівпровідникових нанокристалів. Результати їх дослідження вийшли в 2010 році на шпальтах журналу Science, проте розробити життєздатну технологію перетворення сонячної енергії на основі цього дослідження виявилось складним завданням.

66% сонячної енергії можна вловити з напрямленого пучка світла, зі звичайного ж розсіяного світла буде менше. Це і створює незручності при створенні нового матеріалу або пристрою. Вирішити цю проблему вдалось, використовуючи в сонячних батареях напівпровідниковий матеріал нового покоління, пентацен. При цьому коефіцієнт корисної дії фотоелементу зросте на 44 відсотки.

Це вже не перше дослідження в цій галузі, яке базується на використанні нанотехнологій в напівпровідниках сонячних елементів. Нещодавно вчені з Сінгапуру знайшли спосіб, як уникнути рекомбінації вільних зарядів, тобто утворенню своєрідних «білих плям» на сонячній батареї.