Открытие ученых позволит усовершенствовать солнечные батареи

"Производство солнечных батарей из пластиковых полупроводников имеет большие преимущества, одним из которых является их низкая стоимость", говорит профессор химии Сяоян Чжу. Ученый считает, что вместе с широкими возможностями для молекулярного дизайна, открытие позволит освоить новый подход в области преобразования солнечной энергии.

На сегодняшний день максимальный теоретический КПД кремниевых солнечных батарей составляет около 31% - значительная часть солнечной энергии просто не может быть воспринята фотоэлементом. Эта энергия в виде "горячих электронов" теряется в виде тепла. Захват горячих электронов может увеличить эффективность фотоэлектрических преобразователей до 66%.

Профессор Чжу и его команда ранее доказали, что уловить эти горячие электроны могут полупроводниковые нанокристаллы. Результаты их исследования вышли в 2010 году на страницах журнала Science, однако разработать жизнеспособную технологию преобразования солнечной энергии на основе этого исследования оказалось сложной задачей.

66% солнечной энергии можно уловить из направленного пучка света, из обычного же рассеянного света будет меньше, говорит Сяоян Чжу. Это и создает неудобства при создании нового материала или устройства. Решить эту проблему удалось, используя в солнечных батареях полупроводниковый материал нового поколения, пентацен. Это позволит повысить КПД фотоэлемента на 44%.

Труд группы исследователей во главе с Сяоянь Чжу был опубликован 16 декабря в журнале Science, а краткое описание работы можно найти на официальном сайте Техасского университета.

Это уже не первое исследование в этой области, основанное на использовании нанотехнологий в полупроводниках солнечных элементов. Недавно ученые из Сингапура нашли способ, как избежать рекомбинации свободных зарядов, т.е. образования своеобразных «белых пятен» на солнечной батарее.