Німецькі вчені збираються збільшити ККД сонячних батарей на 200%

Фахівці Технологічного інституту Карлсруе (Німеччина) зуміли перенести наноструктуру крил метелика на сонячні елементи, що дозволило підвищити теоретичний ліміт коефіцієнта поглинання світла на 200%.

Крила метелика парусника кирказонового (Pachliopta aristolochiae), зовні повністю чорні, покриті наноотворами, які допомагають абсорбувати світло. Вчені вирішили відтворити ці структури в шарі кремнію, що покриває тонкий як плівка сонячний елемент. Так як сонячне світло, відбите від гладкої поверхні сонячних елементів, втрачається даремно.

Як виявилося в ході аналізу, коефіцієнт поглинання перпендикулярно падаючого світла на покриті наноотворами експериментальні сонячні елементи виріс на 97% в порівнянні з гладкою поверхнею і продовжував поступово зростати до 207% при куті падіння в 50 градусів. Вчені відзначають, що це особливо цікаво для європейських умов, де переважає розсіяне світло, що падає на сонячні елементи під вертикальним кутом.

Перш ніж перенести наноструктури на сонячні елементи, дослідники визначили діаметр і розташування наноотвеорів в крилі метелика. Їх просканували електронним мікроскопом, потім проаналізували коефіцієнт абсорбції світла для різних схем розташування отворів. Після цього була проведена комп’ютерна симуляція, і виявлено, що найбільш стабільний коефіцієнт абсорбції дає невпорядковане розташування отворів різного діаметру. Таку структуру вони і перенесли на шар фотоелемента, отвори в якому розрізнялися по діаметру від 133 до 343 нм.

Однак, це не означає, що продуктивність фотоелементів також зросте в три рази – 200% – це теоретичний ліміт ККД. Тому що крім абсорбції світла важливе значення мають і інші фактори.




Категорії: Технології

Отправить ответ

Залиште перший коментар!

avatar
wpDiscuz