ГЛАВНАЯ » 2013 » Апрель » 19 » Полимер помог обойти ограничение на эффективность фотоэлементов
18:54
Полимер помог обойти ограничение на эффективность фотоэлементов
Американские
физики предложили способ удвоения эффективности преобразования фотонов в
электроны при помощи пленки из органического проводника. Исследование
ученых Массачусетского технологического института опубликовано в
Science. Обзор статьи приводится на сайте института.
Покрытие толщиной
5 нанометров из пентацена позволяет в перспективе удвоить количество
возбужденных частиц в фотоэлементе при падении на него света. В
разработанном прототипе отношение числа возникших электронов к
количеству поглощенных фотонов (внутренняя квантовая эффективность
системы) составило 160 процентов.
В стандартном
фотоэлементе один фотон возбуждает в полупроводнике ровно один электрон,
создавая электрический ток. Остаточная энергия световых частиц уходит в
тепло. Покрытие из пентацена потенциально позволяет получить по два
электрона на каждый поглощенный фотон.
Предложенная
технология находится на стадии концепции, поэтому общий КПД солнечной
батареи с новым покрытием составляет только 2 процента. Вместе с тем,
авторы работы считают возможным оптимизировать фотоэлементы и добиться
эффективности более 30 процентов, что превысит средний КПД для
производимых в настоящее время солнечных батарей — 25 процентов.
Авторы работы
отмечают, что их способ не является единственным вариантом оптимизации
работы солнечных батарей. Реализации солнечных батарей с квантовыми
точками (MEG) и каскадного включения фотоэлементов и ранее
использовались для преодоления теоретического предела Шокли-Квайссера.
Этот постулат ограничивает эффективность фотоэлемента с одним p-n
переходом величиной 33,7 процента.
Вместе с
предложением новых способов повышения КПД фотоэлементов, развивается и
диапазон их применения. Так, в начале апреля была представлена
технология изготовления тонких солнечных батарей, которые можно
наклеивать любую криволинейную поверхность.
