Нано-материал увеличава ефективността на слънчевите клетки със 175%

Една от основните причини, поради които слънчевите клетки не са по-ефективни при преобразуване на слънчевата светлина в електричество, е това, че голяма част от слънчевата светлина се отразява от клетките или просто не може да бъде напълно абсорбирана от тях. Нов нано-материал, създаден от изследователи в университета в Принстън, обаче може да реши този проблем. Подобен на „нано-сандвич“, той свеждане до минимум отразяването и увеличава абсорбирането на светлината, повишавайки ефективността на органичните слънчеви клетки със 175%.

Разработен от екип, ръководен от електроинженер проф. Стивън Чоу, материалът е известен като „плазмонична кухина със субвълнова дупчена решетка“ или накратко PlaCSH.

Материалът се състои от пет много тънки слоя. На върха има „прозоречен слой“, чрез който слънчевата светлина минава свободно. Той е направен от изключително фина метална мрежа, където диаметърът и разстоянието между дупките се измерват в нанометри. След това има слой от прозрачна пластмаса, следван от слой полупроводников материал. Макар че проф. Чоу е решил да използва пластмасов полупроводник, без съмнение и други материали могат да се използват за целта. Следва пласт от титаниев оксид, а на дъното има слой алуминиева основа.

Общата дебелина на всичките пет слоя е само 230 нанометра. Това разстояние, заедно с разстоянията и диаметрите на дупките в мрежата, са по-малки от дължината на вълната на самата слънчева светлина. Според Чоу, именно това свойство е нещото, което позволява да бъдат отразени само четири процента от светлината, а до 96% да се абсорбират.

Когато става дума за превръщането на пряка слънчева светлина в електричество, това означава 52% увеличение на ефективността в сравнение с конвенционалните органични слънчеви клетки. PlaCSH също се справя по-добре с улавяне на слънчева светлина при по-малки ъгли. Това повишава ефективността на материала д допълнителни 81%. Ако двете постижения се комбинират заедно с други фактори, това носи общ процент на подобрение от 175%, казват учените.

PlaCSH може да се произвежда икономически ефективно на големи листове. Освен осигуряването на по-голяма ефективност материалът би могъл и да замени скъпия индиево-калаен оксид (ITO) за електродите, типични при конвенционалните органични слънчеви клетки, намалявайки и цената им. Понеже PlaCSH е по-гъвкав от ITO, той може да направи клетките по-малко чупливи. И накрая, тъй като се предполага, че този материал може да намали дебелината на силициевите полупроводници в такива клетки до хиляда пъти, той има потенциала и да ги направи по-евтини.

2 коментара

  1. Не става въпрос абсолютна ефективност на преобразуване, а за относително подобрение спрямо сегашната.

    1,52 x 1,81 = 2,75… или 175 % подобрение.
    Ако до сега сме докопвали 22 % от енергията,
    от сега те ще са 60.

  2. С 52% е увеличено преобразуването на светлина в електричество.
    И с 81% е увеличено приемането на разсеяни слънчеви лъчи.
    Ефективността не може да е над 100 %!

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*