Вход | Регистрация
 
О жизни... :: Наука и технологии

OFF: Испытана солнечная батарея с рекордным захватом фотонов

OFF: Испытана солнечная батарея с рекордным захватом фотонов
Я
   nop
 
19.02.10 - 10:20
http://www.membrana.ru/lenta/?10119

Опытный прототип эффективной солнечной батареи, содержащей примерно в 50-100 раз меньше кремния, чем классическая, да к тому же батареи гибкой удалось получить благодаря "свежему" сочетанию известных материалов и хитроумному структурированию ячейки. Несколько таких образцов построены в Калифорнийском технологическом институте (Caltech).

Новый массив поглощает до 96% солнечных лучей на одной из длин волн и солидные 85% от всего падающего солнечного света. Это рекорд для материалов, созданных специально для повышения доли света, "съедаемого" фотоэлектрическим преобразователем. Как отмечает один из авторов разработки, Гарри Этвотер (Harry Atwater), многие материалы хорошо поглощают свет (чёрная краска хотя бы), но они не генерируют ток.

В данном случае за великолепным захватом падающих лучей следует и генерация носителей заряда. Опыт также показал очень высокие внешнюю и внутреннюю квантовую эффективность использованного полупроводника при поглощении им фотонов, иными словами — прототип батареи обладает всеми задатками, чтобы при должной доводке показать очень высокий суммарный КПД.

Но что удивительнее всего, в ряде построенных образцов такое эффективное поглощение работало при том, что собственно кремниевое покрытие занимало лишь от 2% до 10% общей площади батареи (а в основном — менее 5%), равно как и менее 5% от объёма рабочего слоя. Практически всё остальное в новой системе занимает простой прозрачный полимер. Секрет такого "чуда" — в целой армии микроскопических колонн (или проводков) из кремния, установленных перпендикулярно основанию панели.

Сама идея структурирования поверхности солнечной ячейки на микро- и даже наноуровне для радикального роста усвоения света — не нова. В 2007 году с этой целью учёные построили "Наноманхэттен" из углеродных нанотрубок, а в 2008-м многослойное покрытие из "лесов", "деревья" в которых представляли собой наностержни из диоксида титана.

Однако, авторы новой работы довели проект такого рода до совершенства. Они поставили множество опытов с разными параметрами "колонн" (остановились на диаметре 1 микрометр при длине 30-100 мкм) и расстоянии между отдельными "колоннами". Учёные выяснили, что выгодно не сближать микропроводки слишком тесно — прозрачное пространство между ними хорошо работает на многократную трансляцию лучей — те фотоны, что не поглощаются кремниевыми стержнями, отражаются не вверх, а в стороны — на многочисленные соседние "колонны".

Кроме того, оказалось, что новая батарея лучше воспринимает свет, падающий под самыми разными углами, нежели батарея классическая, чувствительная к точному нацеливанию на Солнце.

Пока технология апробирована только на совсем крошечных образцах (поперечником в десяток миллиметров). Следующим шагом исследователей будет построение аналогичных преобразователей более крупного размера и их тестирование.

Детали разработки и опытов раскрывает статья в Nature Materials и пресс-релиз института. Читайте также о других новейших экспериментах в области солнечных батарей.
 
 
   nop
 
1 - 19.02.10 - 10:20
по ссылке интересные снимки
   nop
 
2 - 19.02.10 - 10:23
что там роснано? Торгует импортными композитами?
   ФарПост
 
3 - 19.02.10 - 10:26
(0) Читал когда то, что теоретически самое высокое КПД должна показать батарея сделанная из элементов в 0,5 длины волны света (определенной части спектра само собой) на конце которых "сидят" нанодиоды... (а лучше нано-диодные мостовые сборки) которые напрямую преобразуют свет в постоянный ток....
Это что то подобное.... но думаю, что покурче
   Kuzen
 
4 - 19.02.10 - 10:31
А я бы проще сделал, поставил бы солнечный коллектор и двигатель стирлинга - вот вам и электричество и КПД приличный будет по сравнению с классическими солнечными батареями. Другое дело что промышленные коллекторы дороговаты ИМХО 2 кв м~17 тыс рублей, а двигатели стирлинга продают только как сувениры.
   Kuzen
 
5 - 19.02.10 - 10:31
(4) Я бы даже сказал вот вам и тепло вот вам и электричество.
   nop
 
6 - 19.02.10 - 10:34
(3) возможно, но нужны опыты
(4) за коллектором уход нужен приличный, и износ значительный.
   Kuzen
 
7 - 19.02.10 - 10:46
Какой уход вы о чем? Труба с естественно циркулирующей жидкостью, какой уход какой износ? Это та же батарея отопления.
P.S. Я не имею ввиду вакуумные коллекторы.Они сложны в изготовлении и дороги.
   nop
 
8 - 19.02.10 - 12:32
   Kuzen
 
9 - 19.02.10 - 20:53

Список тем форума
Рекламное место пустует  Рекламное место пустует
ВНИМАНИЕ! Если вы потеряли окно ввода сообщения, нажмите Ctrl-F5 или Ctrl-R или кнопку "Обновить" в браузере.
Ветка сдана в архив. Добавление сообщений невозможно.
Но вы можете создать новую ветку и вам обязательно ответят!
Каждый час на Волшебном форуме бывает более 2000 человек.
Рекламное место пустует