Предложен принципиально новый тип солнечной батареи

В Массачусетском технологическом институте (США) разработаны принципиально новые фотоэлементы, целиком состоящие из углерода и способные работать с ИК-излучением, не перегреваясь, сообщает «Компьютерра–Онлайн».

40% всей солнечной энергии, доходящей до земной поверхности, состоит из ближнего ИК-излучения. В облачные дни этот процент ещё выше из-за того, что ИК-излучение почти не задерживается облаками. Между тем, современные солнечные батареи не способны работать с инфракрасным диапазоном. Более того, он нагревает их, из-за чего КПД батарей иногда падает вдвое.

Новый фотоэлемент состоит из углеродных нанотрубок и фуллерена С60. До сих пор исследователи, пытавшиеся применить нанотрубки в создании солнечных батарей, накладывали их на полимерную подложку, которая должна была задерживать их на месте и собирать электроны. Проблема заключалась в том, что на воздухе под солнечным светом такие полимерные подложки теряли стабильность: фотохимические реакции разлагали пригодные для использования в подложке полимеры. При этом специальные покрытия, защищающие полимеры от перегревания, задерживали часть солнечного света и приводили к удорожанию фотоэлементов.

Пока эффективность новых фотоэлементов, разработанных американскими специалистами, не высока. После производства углеродных слоёв авторы пришли к выводу, что углеродные нанотрубки в них должны быть однослойными и одного типа. Опытные образцы фотоэлемента (из экспериментальных соображений) получали разные виды нанотрубок, поэтому итоговый КПД не превышает 0,1%. Исследователи, тем не менее, уверяют, что он легко и достаточно резко может быть увеличен.

Полученные фотоэлементы получились очень легкими и тонкими (несколько нанометров). Теоретически на этой же основе можно создать многослойные солнечные батареи, которые будут поглощать ближнее ИК-излучение многоступенчато, добиваясь ещё большего КПД.

Важно и то, что фотоэлементы полностью прозрачны для видимого света, а потому могут использоваться как верхний элемент обычных солнечных батарей, защищая их от перегрева и повышая эффективность всей установки, отмечает MIT News.

Отчёт об исследовании появился в журнале Advanced Materials.