«Горячие» электроны могут сломать пределы эффективности солнечных панелей

Автор: kolinos | Рубрика: Энергия солнца

Ученые из Бостонского колледжа построили солнечные элементы, в которых успешно используют «горячие» электроны для увеличения производительности элемента. По словам исследователей, технология прохождения электронов с высокой энергией («горячих» электронов) через ультратонкий слой солнечного элемента так, чтобы не успевать отдавать при этом тепло, поможет создать солнечные элементы, у которых предел эффективности будет намного выше, чем существующий на сегодняшний день.

Ультратонкий, толщиной всего 15 нм, солнечный элемент, спроектированный профессором физики Бостонского колледжа Майклом Нотоном (Michael Naughton) и его коллегами, позволяет проходить сквозь него «горячим» электронам до того, как они отдадут большую часть своей энергии в виде тепла. Таким образом, сохранившаяся энергия электрона может быть использована для выработки электроэнергии. Как известно, через обычный, «толстый» солнечный элемент могут проходить только «холодные» электроны с низкой энергией и большой длиной волны.

С другой стороны, существующие солнечные элементы в принципе могут быть спроектированы и для поглощения фотонов с высокой энергией, но тогда они не в состоянии поглощать фотоны с низкой энергией. Как утверждают ученые, новая разработка солнечного элемента может поглощать оба типа фотонов.

Теоретически, солнечные элементы, которые могут поглощать как «горячие», так и «холодные» электроны, могут почти удвоить свою энергетическую эффективности. Обычные солнечные батареи могут преобразовать максимально около 35% солнечной энергии в электричество, а остальная часть теряется в виде тепла. Благодаря технологии прохождения «горячих» электронов через элемент, солнечные батареи могут достичь эффективности до 67%, согласно статье на сайте Technology Review Массачусетского технологического института. Таким образом, вследствие удвоения предела эффективности стоимость солнечной энергии может быть уменьшено наполовину.

Поделиться в соц. сетях