Наночастицы для солнечных батарей

18.04.2008

Ученые из США придумали очередной способ повышения эффективности дешевых солнечных батарей.

С 1991 года, когда были получены первые солнечные батареи, в которых солнечный свет в электричество превращает обычный краситель, оксид титана, ученые пытаются повысить их эффективность. Дело в том, что такие батареи гораздо дешевле кремниевых и делать их существенно проще. Однако эффективность пока что оставляет желать лучшего: рекорд составляет 11%, что в два раза меньше, чем у коммерческих кремниевых батарей, которые уже устанавливают на крышах многих европейских домов, да и не только там. Рекорд же для кремниевых батарей уже превысил 40%. Очередной способ повысить эффективность некремниевой батареи придумали ученые из Университета Вашингтона во главе с профессором Цао Гочжуном. Они рассуждали следующим образом.

Для того чтобы поглотить как можно больше солнечного света, нужно увеличить площадь поверхности, занятой красителем. То есть, сделать его частицы как можно меньше, а их число – больше. С другой стороны, если размер частиц не так уж мал, но сравним с длиной волны света, то свет будет на них лучше рассеваться и опять же степень его поглощения будет больше. Как бы совместить оба качества в одном устройстве?

Для этого ученые из группы профессора Цао синтезировали мельчайшие, размером в 15 нм частицы красителя, а потом объединили их в конгломераты диаметром 300 нм. Из этих конгломератов собрали пластину и осветили ее солнечным светом. Результат превзошел ожидания: эффективность превращения света в электричество увеличилась в три раза! Правда ученые использовали частицы оксида цинка, а не титана, поскольку с ними работать проще, и эффективность росла с 2,4 до 6,2%. «Таким образом удалось лишь проверить справедливость предложенного подхода», - говорит профессор Цао. «Однако мы всерьез рассчитываем применить его для оксида титана и добиться такого же трехкратного роста эффективности с нынешних 11%».

Источник: Информнаука

©РАН 2020