Физики из Уральского федерального университета сделали солнечные панели более эффективными. Для этого они добавили в них дополнительный слой из наночастиц оксида гадолиния с ионами эрбия. Это улучшило КПД в лабораторных условиях. Теперь ученые будут проверять показатели панелей в полевых условиях при разной погоде. Работа опубликована в Journal of Luminescence.
У обычных панелей солнечных батарей с кремниевыми элементами относительно небольшой КПД — всего 29%. В многослойных системах эффективность находится в пределах 21–33%. Ученые активно работают над тем, чтобы сделать солнечные батареи продуктивнее. Есть два перспективных направления: расширять диапазон солнечного света, который позволяет вырабатывать энергию, и снижать потери при работе системы (например, добавляя светопоглощающие элементы). Новая работа российских ученых позволяет расширить спектральный диапазон работы ячеек солнечных батарей.
«Аналогичные зарубежные разработки, конечно, существуют. Но там, как правило, используют другие материалы полупроводникового типа — перовскиты, которые на сегодня очень популярны. Мы пошли по другому направлению и используем диэлектрик. Особенность диэлектрика в том, что он эффективно поглощает ультрафиолетовое излучение (область низких длин волн, от 200 до 400 нанометров). Таким образом, за счет свойств диэлектрика — эффективного поглощения именно ультрафиолетового излучения — мы расширили диапазон и повысили эффективность. В этом и заключается особенность нашей работы. Полупроводники, в свою очередь, не столь эффективно поглощают ультрафиолет и не в полной степени используют спектральный диапазон солнечного излучения», — говорит соавтор исследований доцент кафедры редких металлов и наноматериалов УрФУ Максим Машковцев.
Эта разработка подойдет и для кремниевых, и для многослойных солнечных панелей. Дополнительный слой позволяет улучшать эффективность разных типов ячеек. Пока что ученые протестировали работу системы в лабораторных условиях, и им предстоит проверить, сохраняется ли такой уровень эффективности при разной погоде.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
