Новое покрытие расширит границы света для солнечных батарей
Американские учёные сообщают о разработке "антиотражающего" покрытия для фотоэлектрических панелей. Теперь их эффективность, по замыслу создателей, должна значительно повыситься – за счёт расширения воспринимаемого спектра и угла поглощения света.
Обычныесветопроницаемые поверхности, например линзы очков, пропускают в полномобъёме лишь ту часть фотонов, что направлены перпендикулярно отражающейплоскости. Чем больше угол расхождения – тем больше фотонов просто"теряются". Новый многослойный наноматериал, по утверждению авторовисследования, позволит решить эту проблему (Rensselaer/Shawn Lin).
О новой технологии группа физиков из политехнического института Ренсселера (Rensselaer Polytechnic Institute) сообщает в журнале Optics Letters.
"Максимальная эффективность подразумевает способность поймать и превратить в электричество каждый отдельный фотон – вне зависимости от положения Солнца над горизонтом", — рассказывает руководитель исследования Шанъюй Линь (Shawn-Yu Lin). В качестве контрольного образца американцы использовали стандартный фотоэлемент, который в среднем "усваивал" 67,4% падающего света. Другими словами, около трети всей потенциальной энергии терялось.
Над тем, как это исправить, исследователи бились несколько лет. В конце концов им удалось с помощью нанотехнологий создать специальное покрытие, которое позволило повысить коэффициент поглощения до 96,21% — то есть более чем на 40%.
Новое покрытие состоит из семи слоёв, каждый из которых устроен таким образом, что плоскости отражения перекрывают небо под всеми возможными углами, причём воспринимаемый спектр расширяется, позволяя захватывать лишние "синие" и "красные" фотоны. Дополнительно каждый последующий слой увеличивает поглощающую способность предыдущего – "изгибая" свет под нужным углом.
Толщина слоёв – от 50 до 100 нанометров, а образованы они наностержнями из диоксида титана, которые и задают угол отражения. Частицы титана, в свою очередь, покоятся на кремниевой подложке.
По мнению доктора Линя, покрытие может быть использовано в любых существующих на сегодняшний день типах солнечных панелей.