Нова технологія для підвищення ефективності сонячних батарей

Вчені в університеті Stanford знайшли інноваційний спосіб застосування електропроводки до поверхні сонячних батарей, які залишаються невидимими для проходження світла. Фотокліпи, виготовлені за допомогою цієї технології, можуть значно підвищити ефективність сонячних панелей. Традиційні сонячні елементи є напівпровідником, який перетворює сонячну енергію в електрику, який знаходиться між двома металевими контактами з електричним струмом. Але така структура має один суттєвий недолік: блискучий метал відображає деякі сонячні промені, що знижує ефективність пристрою.

Дослідники Стенфорд розробили технологію, яка може «приховати» рефлекторний матеріал і прямий світло безпосередньо до нижнього напівпровідника (зазвичай кремнію). Їх відкриття, опубліковане в журналі ACS Nano, може фундаментально змінити дизайн і спосіб використання сонячних батарей.

«За допомогою нанотехнологій ми розробили новий спосіб зробити металевий верхній шар, який майже повністю передає сонячне світло», - розповідає автор Віджай Нарасимхан. Наша технологія може істотно збільшити продуктивність і тому зменшити вартість сонячної панелі. Звичайні сонячні панелі, які часто зустрічаються на дахах будинків, мають забарвлений візерунок на їх поверхні. Лінії, які ми дотримуємося, є насправді металевими контактами. Чим більше таких контактів, тим більше світла є «проти» і, відповідно, енергетична ефективність елемента страждає.

Верхній шар провідних контактів займає порівняно невеликий - 5 - 10%. Тим не менш, це означає, що 5-10% сонячної енергії, яка може бути використана для створення електроенергії, просто відображена.

У своєму дослідженні дослідники розміщують найтонші золоті плівки (16 нанометрів товстої) на плоскій поверхні кремнію. Плівка-провідник об'ємна з багатьма нанорозмірними прямокутними отворами, але до очей людини вони залишаються невидимими – золотою плівкою виглядає ідеально рівним, як дзеркало.

Оптичний аналіз показав, що перфорована плівка золота охоплює 65% поверхні кремнію і, в середньому, відображає близько 50% випадаючого світла. Вчені уклали, що якщо ви виявите спосіб приховати провідну плівку, то силікон напівпровідникове сонячне світло отримає більше.

Розчин було створення кремнієвих колон, тільки 300 нм за розміром, що вежа над золотою плівкою і перенаправленням сонячного світла до неї досягає металевої поверхні. Ця структура була отримана через хімічний процес.





Нанопілля кремнію піднімаються над поверхнею золотої плівки та перенаправленням сонячних променів

Вчені занурили вафель кремнію разом з золотою плівкою на поверхні в розчині перекису водню і гідрофторної кислоти. При цьому метал почав миттєво мити в підкладку і нанопілля кремнію утворилися на місці отворів. При цьому блискуча золота поверхня змінила свій колір на темно-червоний – свідчить про те, що золото припинило відображення світла.





«Коли ви повернете на тапку [з аератором], не всі води проходять через гриль, - пояснює Нарасимхан. Але якщо кожен отвір в сітці забезпечений невеликим вороном, більшість води пройдуть через них без проблем. Це те, як наша структура працює: нано стовпи діють як воронки, які захоплюють світло і випрямляють її до поверхні кремнію через отвори в металевій решітці. За словами авторів дослідження, крім золота, запропонований метод також можна використовувати для контактів платини, срібла, нікель та інших металів.

Нова технологія очікується збільшення ефективності традиційних сонячних батарей від 20% до 22%, значного збільшення таких систем. Крім того, цей метод можна використовувати не тільки для створення ефективних сонячних батарей, але і для виробництва різних фотосенсорів, світлодіодів і прозорих батарей. опублікований



P.S. І пам'ятаєте, просто змінивши наше споживання – разом ми змінюємо світ!

Приєднуйтесь до нас на Facebook, VKontakte, Odnoklassniki

Джерело: Ecotechnica.com.ua/energy/solntse/534-nevidimyj-provod-uluchshit-effektivnost-solnechnykh-batarej.html