antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Categories:

Прозрачные солнечные модули повысят КПД в три раза



Солнечные панели с каждым годом становятся эффективнее, но обычно каждый шаг — это пара процентов эффективности. Исследователи из Китая утверждают, что, добавив к кремнию еще один элемент, создали прозрачные панели-стекла, которые вырабатывают в несколько раз больше электричества.

Фотоэлементы, как известно, теряют энергию. В фотонах ее больше, чем то количество, которое могут принять солнечные панели. Чтобы сгенерировать электроны, кремниевой пластинке необходимо поглотить фотоны с энергией выше определенного значения, поскольку фотоны с меньшей энергией не могут производить электроны. А вот фотоны с большей энергией, чем бандгап (т.н запретная зона пластинки) — могут, но в этих электронах много избыточной энергии, которая теряется в виде тепла, пишет ARS Technica.

Все электроны, поступающие из солнечной панели, примерно равны ширине запретной зоны материала, из которого она сделана. И очевидно, что было бы неплохо сократить эти огромные потери энергии.

Поэтому китайские исследователи решили использовать наночастицы, легированные редкоземельным металлом иттербием. Он излучает цвет почти так же хорошо, как кремний его поглощает. А при некоторых условиях иттербий поглощает один синий или фиолетовый фотон, а испускает два инфракрасных.

Таким образом, кремний и иттербий создают уникальную комбинацию. Солнечная панель с редкоземельным металлом будет поглощать фиолетовый свет, а потом выпускать по два инфракрасных фотона на каждый синий фотон. Инфракрасные фотоны «не замечает» никто, кроме кремния — из которого, собственно, состоят солнечные батареи. Он поглотит эти фотоны и сгенерирует по два электрона с каждого синего фотона, попавшего в атом иттербия.

Исследователи считают, что такое взаимовыгодное сотрудничество увеличит эффективность солнечных панелей на 160%.

Но у новой технологии есть и дополнительные преимущества. Если взять материал из полимерного стекла с внедренными в него наночастицами, они будут поглощать синий и фиолетовый свет, свободно пропуская остальной спектр.

Абсолютно прозрачное стекло из такого материала можно вставить в окно, а раму сделать из кремния. Иттербий будет направлять излучаемый инфракрасный свет краям стекла, где его будет поглощать кремниевая пластина.

Пока, впрочем, это довольно неэффективная модель солнечной батареи из-за чрезмерных потерь. Синий свет генерирует инфракрасное излучение с эффективностью 180%, но при этом поглощается всего 3%. В будущем технологию могут усовершенствовать — например, за счет замены кремния на другой, гораздо лучше поглощающий инфракрасный свет материал.

Tags: электроэнергетика
Subscribe

Posts from This Journal “электроэнергетика” Tag

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments