Учёные придумали, как заставить кремниевые солнечные панели вырабатывать больше энергии

Одним из важнейших элементов новой энергетики считаются солнечные панели, но их эффективность всё ещё оставляет желать лучшего. Популярные панели из кремния работают только в красном и инфракрасном спектрах солнечного света, тогда как остальные спектры рассеиваются без пользы. Американские учёные попытались найти способ уловить синий спектр и преобразовать его в красный, чтобы кремний получил больше фотонов и энергии. И это сработало!

Источник изображения: Con Edison / Tandon

Исследователи из Инженерной школы Тандона Нью-Йоркского университета разработали тонкую плёнку, которая повысила эффективность солнечных батарей, преобразовав не реагирующие с кремнием длины волн света в такие, которые могут использоваться для производства электроэнергии. Для этого учёные провели множество экспериментов с различными конструкциями солнечных батарей, материалами и красителями, которые помогли бы использовать большую часть спектра, но до сих пор особенных успехов не было, пока они не создали тонкую плёнку из перовскита с добавлением иттербия.

Перовскитная плёнка, нанесённая на кремниевый фотоэлемент, успешно поглощала фотоны в синем и ультрафиолетовом спектре, а иттербий излучал эту энергию в ближнем инфракрасном диапазоне, передавая кремниевой подложке фотоны в том виде, которые ею отлично поглощались. Эффективность предложенной плёнки составила 82,5 % и может даже превысить 100 %, если подобрать нужное соотношение компонентов. Это не КПД панели, которое в среднем для кремния колеблется около отметки 20 %, а та эффективность, с которой «синие» фотоны, превращаются в «красные».

Подобное преобразование позволит ещё немного поднять КПД кремниевых панелей, но пока учёные не берутся назвать даже приблизительные цифры. Для этого нужны новые исследования.