GreenTech-BG

Българският сайт за зелени технологии

Нанокристали могат да удвоят ефективността на соларните клетки

June 23, 2010


Има граница за ефективността на конверсия на светлината от конвенционалните фотоволтаични панели. Максимум 31% от светлината, която попада върху панела, може да бъде преобразувана в електричество. Причината за това е широтата на спектъра на светлината и част от светлинните лъчи с определена дължина носят повече енергия, отколкото може да бъде преобразувана от активните материали , изграждащи фотоволтаичните клетки. Високоенергийната светлина избива високоенергийни електрони, които освобождават излишната енергия като топлина.

Физиците знаят отдавна, че ако уловят тези „горещи“ електрони, ще могат да удвоят ефективността на соларните панели до над 60%. Но проблемът е, че тази допълнителна енергия се освобождава в рамките на пикосекунди. Сега за пръв път изследователски екипи са демонстрирали, че е възможно да бъдат уловени „горещите“ електрони още докато са във високоенергетично състояние, преди да се стигне до топлинни загуби.

Решението на проблема е изключително прецизен дизайн в наноизмерението. Вместо полупроводник в аморфно състояние, се използват фотовъзбудими нанокристали от оловен селенид – т.нар. quantum dots. „Нанокристалите могат да удържат  горещите електрони във тяхното високоенергетично състояние за по-дълъг период от време, така че да дадат шанс да бъдат избити.“ – казва Xiaoyang Zhu, професор по химия от University of Texas, Austin.

Дотук добре, обаче след това идва следващата трудност – електроните не искат да напуснат наноматериала, в който са уловени. Ето защо трябва да се създаде изключително силно взаимодействие с друг материал, който да извлече „горещите електрони“ от „квантовите дупки“. Затова научният екип е направил много тънък филм от друг полупроводников материал (титанов двуокис) върху слоя от нанокристали.

Този филм позволява извеждането на „горещите електрони“ от наноматериала и остава да се реши следващия проблем – как електроните да не загубят своята енергия във вид на топлина, когато попаднат  в металните проводници.  За тази цел е необходимо изработването на принципно нови устройства.  „Надяваме се нашето постижение да вдъхнови още хора да търсят инженерно решение“ – казва професор Zhu.

Изследването беше публикувано миналата седмица в авторитетното научно списание Science.

По материали от: technologyreview и   physorg

Био на автора: Севдалина Пеева:
Публикувам в Greentech-BG от февруари 2008 с фокус зелени технологии и иновативни решения, които ще помогнат да живеем в един по-чист свят.
Теми: ефективност, наноматериали, Нови материали, фотоволтаични клетки

  1. бай професоре
    25 Jun 10
    6:56 pm

    Кой каза че може максимум до 31% да бъде ефективността? На клетки от какъв материал? Произведени по каква технология? Нещо не става ясно…
    Това изречение звучи меко казано странно на научен език:

    „Високоенергийната светлина избива високоенергийни електрони, които освобождават излишната енергия като топлина.“

    На ненаучен език също звучи странно.
    Пак ще ви похваля за ентусиазма и търсенето и предоставянето на интересни новини! Но е добре да правите по-задълбочени справки или уточнения за такива по-деликатни терминологични конструкции. Предполагам че нямате много време за превод и редакция, но все пак е важно.
    Като цяло статията е интересна, но трябва по-коректно поднасяне.

  2. Севдалина Пеева
    26 Jun 10
    8:17 am

    Ето цитат от статията в phisorg:

    „The maximum efficiency of the silicon solar cell in use today is about 31 percent. That’s because much of the energy from sunlight hitting a solar cell is too high to be turned into usable electricity. That energy, in the form of so-called „hot electrons,“ is lost as heat.

    If the higher energy sunlight, or more specifically the hot electrons, could be captured, solar-to-electric power conversion efficiency could be increased theoretically to as high as 66 percent.“

    Приемам предложения за по-добър превод.

  3. user
    26 Jun 10
    1:18 pm

    севдалина, този път няма какво да добавя за превода :))

  4. Joro
    28 Jun 10
    6:23 pm

    Бай Професоре, механизмът е горе долу такъв.. Думата високоенергийни ли предизвика забележката ти? Има такова нещо за лъчения…

  5. Ангел
    30 Jun 10
    11:17 am

    Нагледали сме се и сме се наслушали на такива новини. Всичко това изглежда много хубаво на книга. Аз обаче чакам да се появи на пазара технология която да бие над 50 годишната технология на силициевите панели, за да започна да си правя покривна централа. Защото при сегашните технологии да дадеш 50 000 за да получаваш 4 киловата в най-яркия слънчев ден в 12 часа пообяд ми се струва меко казано прахосничество.

Добавете коментар

XHTML: You can use these tags: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>