Свежее
Энергетики Россети Центр и Россети Центр и Приволжье стали участниками полумарафона «Забег.РФ»Ученые МТУСИ исследовали влияние молний на ВОЛСНПЗ в Славянске-на-Кубани приостановил работу после падения беспилотниковНа ЭБ-1 АЭС Аккую в Турции ведутся пуско-наладочные работыРоссети Центр и Россети Центр и Приволжье провели уроки электробезопасностиВ Белоруссии число ЭЗС достигло 1,2 тыс
Эффективность солнечных батарей можно повысить вдвое с помощью нанокристаллов
- 18 июня, 2010
- 14:34
Ученые показали, что при использовании полупроводниковых нанокристаллов, называемых квантовыми точками, можно вдвое повысить эффективность преобразования энергии солнечными батареями: с нынешних 30% до более чем 60%, сообщается в статье, опубликованной в журнале Science в пятницу.
Разработка ученых позволяет улавливать так называемые «горячие электроны» и использовать их энергию в электрической цепи, которая в современных кремниевых солнечных источниках энергии не может быть преобразована, а потому рассеивается в виде тепла.
В солнечных батареях электричество вырабатывается в результате возбуждения светом электронов в объеме полупроводника, например кремния, которые затем переходят в электрическую цепь. Однако, таким образом можно преобразовать чуть более 30% солнечной энергии, остальная часть спектра солнечного света имеет слишком высокую энергию, а потому приводит к образованию горячих электронов. Эти электроны, возбуждаясь, не переходят в электрическую цепь, а очень быстро передают свою энергию кристаллической решетке полупроводника и возвращаются в исходное «холодное» состояние. Это приводит к потерям солнечной энергии в виде тепла.
Группа ученых во главе с профессором Сяо Яном Жу (Xiaoyang Zhu) из Техасского университета в Остине, США, впервые показала, что горячие электроны все же можно уловить, если использовать для этих целей нанокристаллы полупроводников, так называемые «квантовые точки». Такое название этот тип нанокристаллов получил за хорошо наблюдаемые на их примере электронные квантовые эффекты, которые невозможно наблюдать на объемных материалах тех же веществ.
В своей работе ученые использовали квантовые точки селенида свинца — PbSe. Ученые, с помощью специальных спектроскопических методов, показали, что при возбуждении горячих электронов в квантовых точках этого материала, нанесенных на поверхность оксида титана, горячие электроны «остывают» достаточно медленно: в течение сотен пикосекунд вместо всего нескольких. За это время эти электроны успевают мигрировать в диоксид титана — полупроводниковый материал, часто используемый для создания солнечных батарей.
Следующим шагом ученых будет попытка показать, что такой принцип преобразования солнечной энергии может использоваться в реально работающих солнечных батареях. Он позволит, согласно теоретическим расчетам, повысить их эффективность преобразования энергии более, чем вдвое по сравнению с современными, до 66%.
«Энергия горячих электронов может быть потеряна в виде тепла при их переходе из фоточувствительного полупроводникового элемента в провода электрической цепи. Наша следующая задача — оптимизировать химическую границу между полупроводником и соединительными проводами с тем, чтобы минимизировать потери энергии в виде тепла. Так мы сможем преобразовать максимально возможное количество солнечного света в энергию электричества. Это будет «абсолютная солнечная батарея», — прокомментировал работу Жу, слова которого приводит пресс-служба университета.
«У человечества нет причин для того, чтобы не обеспечить на 100% свои энергетические нужды энергией солнечного света в ближайшие 50 лет», — подытожил ученый.
Мы в телеграм:
Подпишитесь на наш Telegram Канал
Энергетики Россети Центр и Россети Центр и Приволжье стали участниками полумарафона «Забег.РФ»
На старт вышли более 100 специалистов компании.
Ученые МТУСИ исследовали влияние молний на ВОЛС
И пришли к выводу, что чувствительны к этим атмосферным явлениям…
НПЗ в Славянске-на-Кубани приостановил работу после падения беспилотников
На территории НПЗ упали 6 беспилотников.
На ЭБ-1 АЭС Аккую в Турции ведутся пуско-наладочные работы
Пуск энергоблока в эксплуатацию запланирован на апрель 2025 г.
Россети Центр и Россети Центр и Приволжье провели уроки электробезопасности
Накануне летнего отдыха школьников сотрудники филиалов энергокомпании напомнили учащимся, как…
В Белоруссии число ЭЗС достигло 1,2 тыс
Объем потребления ими электроэнергии за 1 кв 2024г вырос почти…